摘要：镜中世界是一个诡异的存在。爱丽丝穿过镜子，进入一个逻辑颠倒的国度，书本字迹反转，人物“倒行逆施”。而在我们现实的宇宙，镜像不仅仅是视觉上的扭曲，而是物理定律层面的分歧。

宇宙并不对称，镜子揭示了这一点。

镜中世界是一个诡异的存在。爱丽丝穿过镜子，进入一个逻辑颠倒的国度，书本字迹反转，人物“倒行逆施”。而在我们现实的宇宙，镜像不仅仅是视觉上的扭曲，而是物理定律层面的分歧。

这就是“手性”（chirality）。一个物体的镜像，如果无法与原物完全重合，那么它就是“手性”的。最经典的例子：你的双手。左手和右手是互为镜像，但无论如何也无法完全重叠。

物理学家早就发现，手性不仅存在于我们肉眼可见的世界，还贯穿于分子、光波，甚至基本粒子。路易·巴斯德在19世纪通过观察过期酒中分子结晶，发现了“手性分子”——同样成分的分子，左旋和右旋结构却展现出完全不同的化学性质。

这不仅仅是化学趣闻。生命的分子中充满了手性，比如乳糖（Lactose）。牛奶中的乳糖是“右手”分子，而我们生命体内只能消化这种“右手”乳糖。左旋的乳糖，对我们来说就是毒药。

而这种选择并非仅限于糖类。DNA本身的螺旋结构，也是严格的“右手”结构。这种生命中的“单手偏好”，被称为“同手性”（homochirality），至今仍然是生命起源中的未解之谜。

如果爱丽丝的猫在镜中世界喝了“镜中牛奶”，它可能会中毒。而如果镜中世界有“镜像细菌”，即使抗生素也会无效，因为这些细菌拥有相反的分子结构，生命体的免疫系统无法识别和攻击它们。

这不仅是文学幻想。一些科学家警告说，制造镜像生物分子是危险的——一旦这些分子逃脱实验室，可能逃过所有已知的免疫防御和药物。

但手性并不仅限于生命世界。沿着这个“镜中”思路继续深入，我们最终会来到最基础的物理领域——光和基本粒子。

奥古斯丁·让·菲涅耳早在1822年发现，光本身也有“手性”——它的偏振方向可以是顺时针或逆时针。光波的“手性”正是其电场方向的旋转方向，这种特性在后来的光学和物理学中被证明是至关重要的。

而在现代物理中，手性已经成为粒子的基本性质之一。没有质量的粒子，如光子，总是以光速移动，且始终携带一种“内禀角动量”，它们的旋转方向与传播方向密切相关。

但是带有质量的粒子，如电子和夸克，情况则更为复杂。因为它们移动速度较慢，一个足够快的观察者可以“超越”它们，反向观察，从而使粒子的“手性”在视觉上被“逆转”。

这种手性也定义了粒子的镜像——一个左旋电子的镜像，是一个右旋的反粒子——正电子。基本粒子的手性不仅是数学上的描述，而是实实在在影响其物理行为的核心属性。

更重要的是，在这个“镜中”世界，并非所有粒子都有镜像。中微子（neutrino）是一个例外。到目前为止，我们只观测到“左旋”中微子，它们的镜像版本——“右旋”中微子——如果存在，也至今未被发现。

这不是一个简单的巧合。中微子的手性特性与弱相互作用（Weak Interaction）密切相关——一种只作用于“左手”粒子的力。正因为如此，中微子在镜中世界中几乎没有存在感。

这不仅是粒子物理中的奇闻，而是揭示了我们宇宙的一个深层秘密：我们的宇宙与它的镜像并不对称。这种不对称性在生命、分子、光波和粒子中一再显现。我们并未生活在一个完美对称的世界，而是一个手性决定命运的宇宙。

来源：老胡科学一点号