在《盗梦空间》中，“筑梦师”阿德里安接受小李建设环境框架的考验时，误入了镜像世界，左右两边的镜子互相投射，于是在镜中复制了无穷多个空间。也许很多人都曾有过类似的遐想，既然镜中的世界看似与真实的世界没有什么不同，那么我们能否遁入镜中的那个对称世界，并消失在真实世界中呢？要说清这个问题，要从基本粒子的对称性谈起...
盗梦空间
长期以来，物理学界一直认为微观世界存在三种对称。有一种粒子，就有其对称的反粒子，在一套系统中将粒子换成反粒子，运动规律是不变的，这被称为电荷（C）对称；若一个粒子顺时针旋转，则在镜像中它变为逆时针旋转，粒子与它的镜像的之间的运动规律总是一致的，即粒子是空间反射对称的，这被成为宇称（P）；粒子在正常的时间流向中与相反的时间流向中，遵循的运动规律是一致的，这被称为时间反演（T）对称，合在一起简称CPT。科学界一直认为在物理世界中三种对称是独立的，且都是各自守恒的，但是事实却并非如此。
20世纪50年代初，科学家从宇宙射线中观察到两种新的介子（即质量介于质子和电子之间的粒子），即θ和ζ，这两种介子的自旋、质量、寿命、电荷完全相同，很多人都认为它们是同一种粒子。但是，他们却具有不同的衰变模式，θ粒子衰变时会产生两个π介子，ζ则衰变成三个π介子，这说明他们遵循着不同的运动规律。如果θ和ζ是不同的粒子，为什么他们具有同样的质量、寿命呢？如果他们是同一种粒子，两者不一样的运动规律又无法得到解释。物理学家提出很多不同的想法都没能成功解释这个问题，但是没有人有足够的勇气和魄力打破“宇称守恒”这个束缚物理学界多年的紧箍咒。
1956年，杨振宁和李政道在深入细致地研究了各种因素之后，大胆的断言：θ和ζ是同一种粒子（后来被称为K介子），这种粒子之所以表现出两种完全不同的运动规律，是因为在弱相互作用下，它是宇称不守恒的。换句话说，这个粒子如果照镜子的话，它看到的自己跟镜子外的自己是不对称的。
李政道（左）杨振宁（右）
1957年，有“东方居里夫人”之称的华裔物理学家吴健雄博士设计了一个著名的实验，她在接近绝对零度的强磁场中，放置两台装置，通过磁场作用，将一套装置中的钴60原子核自旋方向转向左旋，另一套装置中的钴60原子核自旋方向转向右旋，使这两套装置中的钴60互为镜像。实验结果表明，这两套装置中钴60原子核的自旋方向和它的β衰变的电子出射方向总是形成左手螺旋的，即将左手握紧拇指朝上，拇指所指的方向是钴60原子核的自旋方向，电子出射的方向总是左手其他4根手指环绕的方向。如果宇称是守恒的，两套装置中原子核的自旋方向与电子出射方向应该是一套为左手螺旋，一套是右手螺旋，互相对称。然而事实表明，钴60的衰变中只有左手螺旋，没有右手螺旋。这就证明了在微观粒子世界中显然是宇称不守恒的。宇称不守恒让我们能够通过实验区分微观世界和它的镜像之间的区别，也就是说在物质世界，镜像与真身具有不同的规律。
吴健雄
杨振宁、李政道、吴健雄三个美籍华人彻底颠覆了物理学的完美对称，他们因此而分享了1957的诺贝尔物理学奖，但是令人遗憾的是，杨李二人因为排名问题发生矛盾，多年的友情最终抵挡不过人心的隔阂与舆论的冲击，终于走向决裂。在证明了宇宙的不完美之后，两人又通过这种方式演绎了人类心灵的不完美。如今已经时过境迁，两位老人已入耄耋之年，我相信前嫌早已冰释，留给后人的只有如梦似幻的烟尘往事及众说纷纭的是是非非。
随着宇称不守恒的发现，仿佛尘封多年的大幕被猛然撕开，大批的物理实验汹涌而来。人们发现很多微观粒子都是宇称不守恒的，继而相继发现，另外两种重要对称性即电荷正负对称性（C）和时间反演对称性（T）也不是严格守恒的。比如中微子，自然界中只有左手螺旋的中微子，而没有右手螺旋的中微子。如果你在镜子中观察运动的中微子，就会发现如果中微子运动的方向是拇指所指的方向，中微子的自旋永远都是左手四指环绕的方向。中微子对应的反粒子“反中微子”是右手螺旋的。也就是说电荷对称C是不守恒的，宇称P也是不守恒的。
1998年，欧洲原子能研究中心的科研人员发现，反K介子转换为K介子的速率要比其逆转过程，即K介子转变为反K介子来得要快。这说明正负K介子的转换过程在时间上是不对称性的，即时间（T）反演不守恒。
欧洲原子能研究中心
既然电荷（C）对称、宇称（P）、时间反演（T）对称三种对称都是各自不守恒的，那么它们之间彼此有没有关联呢，是不是存在更大范围下的对称与守恒呢？科学家首先意识到粒子与反粒子、左与右综合在一起可能是守恒的，即空间反演和电荷共轭变换的联合操作对于物理体系仍然具有不变性，这就是CP守恒。但是CP守恒的美好期望很快就被美国物理学家瓦尔·菲奇和詹姆斯·Ｗ·克罗宁的试验打破。
瓦尔·菲奇（左）詹姆斯·Ｗ·克罗宁（右）
他们经过几万次艰苦的实验，得到K介子衰变为2个π介子的比例远大于CP守恒的上限，这就证明了Ｋ介子衰变时电荷共轭宇称是不守恒的，即CP不守恒。CP不守恒同样意义深远，它意味着我们能通过实验区分物质世界与反物质世界。
接下来，人们很自然地想到是否在CPT联合变换下物理规律总是不变的，即CPT是否是守恒的呢？幸运的是，在量子场论中可以严格证明，对于满足狭义相对论的平直空间中的量子场，这三种对称性的组合CPT 是严格守恒的。并且迄今所有的实验都表明，无论是强相互作用和电磁相互作用，还是弱相互作用，CPT都是守恒的。
在守恒的问题上我们似乎找到了答案，即三种对称性并不是独立的，而是相互关联的，一种对称性的缺失必然伴随着另外两种对称性对它的弥补，微观粒子世界总体还是对称的、守恒的。但是事实就是如此吗？这三种对称足以囊括物质世界中所有的对称性吗？CPT的守恒是否也只是更大范围内守恒的局部？已经有研究小组开始研究暗能量与电磁场的“陈省身-西蒙斯相互作用”，寄希望于这种作用能使宇宙微波背景辐射的光子在偏振方向上发生改变，从中获得CPT对称性破缺的蛛丝马迹。虽然科学界依然固守着CPT守恒的阵地，但相信迟早有一天阵地上会插上进攻者的旗帜。
关于CPT的故事依然在继续，它让我们看到这个世界总体的对称性是复杂的。宇宙是很多对称性的综合，人与自己镜像之间的对称只是其中之一，这种对称并不守恒，在微观层面粒子与镜像遵守不同的物理法则，这意味着如果我们要逃离这个世界，进入镜像的世界之中，可能不仅需要改变组成我们自身的基本物质粒子，还需要超越光速以突破时间的局限，这些目前人类还很难做到。
宇宙总体的平衡也许永不会被打破，即便是CPT守恒的阵地被攻破，将来发现的不守恒，在宇宙的完整框架下总不排除有其他隐秘的不守恒能够与之抵消。即便物理世界不再守恒，也仍有可能在心智世界及抽象世界中被弥补。引用英国科学哲学家卡尔·波普尔在他《开放的宇宙》一书中得出的结论：“物理世界的决定论与非决定论都不足以为人类自由留下余地，它们都不足以使人类自由可以理解。我断言，要做到这一点，还需要更多的东西。我们至少还需要将称作物理世界的事物对于心智世界的因果关系的开放性，以及心智世界对于抽象世界的因果关系的开放性，反之亦然。”
卡尔·波普尔
