1956年，物理学家找到了一个更好的办法。为了解释这个方法，我要先让你回忆一下小时候转陀螺的乐趣。（唉，在这个视频游戏的时代，转陀螺已经远离大众的文化体验了，悲夫！这是另一篇文章的主题。）

　　孩子们都知道陀螺自转时，它的转轴也会绕圈旋转：它在进动。让我们把旋转的陀螺拍下来，再把电影倒放。我们看到陀螺反方向进动，也沿反方向自转。如果你是个（极其）善于观察的孩子，可能会注意到，当你沿一个方向转陀螺时，它就会沿一个方向进动；当你反方向转陀螺时，它的进动也沿着相反方向。换句话说，你断定陀螺转动所遵守的物理定律，在时间反演下是不变的。

　　实际上，电子也在自转。由于微观世界没有摩擦力，电子自转的速率永远不变。自转的电子就像一个小磁铁，在磁场中它就像自转的陀螺，在地球引力场中一样进动。电子在磁场中的进动总能在实验室中观察到——这没什么大不了。电子进动的方向依赖于磁场的方向。如果磁场反向，电子进动的方向也会反向。磁场中进动的电子[3]并不能分辨出时间的箭头。

　　这里我得停下来解释，磁场和电场在时间反演下表现很不同。磁场是线圈（拆过玩具中的电机就应该见过）中的电流产生的。磁场的方向取决于电流的方向。如果时间反演，电流会反向，磁场也会反向。

　　图2. 上图：具有磁偶极矩的粒子在磁场中的进动及其时间反演过程。这一过程满足时间反演不变性。下图：具有电偶极矩的粒子在电场中的进动及其时间反演过程。这一过程不满足时间反演不变性。（来源：https://indico.psi.ch/conferenceDisplay.py?confId=2973）

　　相比之下，电场则不同，它是由静止不动的电荷产生的。比如，两个由空气隔开的金属板，其中一个带电荷，另一个不带，那么它们之间就会有电场。（一些读者可能知道，这正是电容器，即储存电荷的组件的工作原理。）

　　如果我们让时间反演，由于带电金属板上的电荷只是静待在那儿，时间反演时它们也仍然持续待在那儿，夹在两个板间的电场不会改变。

　　假如把一个电子放在两片金属板间的电场中，关键的问题是，电子会不会进动。

　　你能看出来为什么这个问题对理论物理学家如此重要了。假如电子在电场中进动，快拍个电影，再倒播。在时间倒转的电影中，电场没有变，但电子进动的方向相反[4]。这违反了时间反演不变性！

　　顺便提个术语：在电场中进动的粒子称为具有电偶极矩（electric dipole moment）。关键的实验就是判断电子是否具有电偶极矩。

　　至此我一直在讨论电子，但讨论的内容其实并不限于电子。如果任意一种粒子，如中子，具有电偶极矩的话，物理基本定律就违反了时间反演不变性。

　　探索电子和中子是否具有电偶极矩的实验已经进行了六十年。一群坚持不懈而且无比英勇的实验家，将他们的才能发挥到淋漓尽致，为的就是提高测量的精度。

　　图3：位于哈佛大学物理系的ACME研究组用于测量电子电偶极矩的实验装置示意图（上）及照片（下）。ThO分子气体从左侧的源产生，注入右侧的真空腔中进行测量。2013年，物理学家用这套仪器得到了电子电偶极矩的迄今最高精度的上限（The ACME Collaboration，Science 343，269 （2014） ）。（来源：）

　　探索电偶极矩的实验的故事，明显地表现了理论与实验物理的不同。理论家坐下来想象电子在电场中进动相对容易，但实验家要设法实际观察到，这完全是两码事。伯克利（Berkeley）实验组的领导者、已故的Gene Commins（1932-2015年），atv，有一次来我工作的大学做关于时间反演的报告。他的如下评论让听众会意地大笑：徐一鸿这样的理论家一个下午想出来的东西，他要证实或证伪的话得辛辛苦苦干上几十年。

　　图4. Eugene D. Commins（1932—2015年）。他领导的实验组在原子水平测量到了宇称不守恒现象，证实了Weinberg-Salam模型的理论预言（这一模型现称为粒子物理标准模型）。2002年，他的实验组测量得到电子电偶极矩的上限（Regan et al, Phys. Rev. Lett. 88, 071805 (2002)）。（来源：）