大自然真是一個和諧美妙的矛盾的統一體,有男就有女,有電子就有正電子,陰陽對立統一、雌雄對立統一,譜成了大自然動人的樂章。
每年2月14日的情人節Valentine’s Day又名聖馬倫丁節,起源於古羅馬。那一天,男的抽出寫有女的姓名的簽——愛情就這麼定了。
1820年,丹麥物理學家奧斯特(1777-1851)發現了電流的磁效應,這就證明了人們此前猜測並篤信的“電磁同源”或“電磁相依”的假想。
後來,在1897年和1932年,英國物理學家J·J·湯姆遜(1856-1940)和美國物理學家安德森分別發現了電子和正電子。電子和正電子不但可以結合在一起(形成一個光子,稱為γ光子),而且可以單獨存在。這對“情人”是可分可合的。
既然“電磁同源”,電和磁有某些相似性,那電荷有正負之分、磁極有南北之別,不就意味著磁極也可以像電荷那樣單獨存在嗎?
那麼,磁極的“單身漢”——“磁單極子”是否的確存在呢?人們開始做實驗。他們將一根具有南北極的磁棒一分為二,奇怪的是,這時不是得到兩根各具有一個極的磁棒,而是得到兩根各有南北兩個極的磁棒!人們這時大聲質問蒼天:‘電磁相似’到哪裏去了?自然界的對稱性到哪裏去了?有沒有隻有一個極的磁棒?“磁單極子”到哪裏找尋?
自從1931年英國物理學家狄拉克(1902-1984)預言磁也應有基本“磁荷”——“磁單極子”以來,人們尋找了50來年,然而仍一無所獲。不過人們卻執著依舊:既然有基本電荷,必然會有基本“磁荷”,找到“磁單極子”隻是時間早晚的問題。
這一天似乎終於來到了。1982年2月14日,美國斯坦福大學的布萊斯·凱布雷拉在研究宇宙射線時,利用他精心設計的一個超導線圈發現了一個遊蕩在宇宙空間的“磁單極子”。他還聲稱,平均每隔151天就能觀測到一次這種“磁單極子”。他的實驗原理是:在完全屏蔽外界磁場的鉛圓筒中,放置低溫超導線圈,平時在線圈內沒有電流,當“磁單極子”進入鉛筒,穿過線圈時,由於電磁感應原理,會產生感生電流。他由實驗所得的數據,跟用“磁單極子”理論計算的結果符合。次年5月消息公開後,人們覺得這太有意義和有趣了。它的趣味在於2月14日正好是西方一年一度的“情人節”,在應該“成雙成對”的情人節裏竟發現一個“單身漢”,一時在科學界成為趣談。
不過,這件事很快就被人們淡化了。因為凱布雷拉沒有能再次觀察到那次實驗中的現象,換句話說,他的實驗沒有“可重複性”。可重複性是設計實驗必須遵守的一條基本原則,因為事物規律的一個表現,就是在相同的條件下能夠不斷重複出現。能重複出現說明實驗真實可靠,不能重複出現,說明實驗可能有誤。總之,他的發現不能被由他設計的實驗所證實。
又過了大約3年,英國倫敦帝國學院的科學家們宣稱,他們的探測器在經過1年的工作之後,在1985年3月獲得了一個“磁單極子”飄過時應有的訊號。不過,他們也認為,其他物理效應也可能在該儀器中出現類似信號。因此,還要做排除這些效應的試驗,方能確證有“磁單極子”。因而,這一實驗也不能確證“磁單極子”的存在。