導讀:本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家了解物理宇宙科普知識。 初中我們學過:原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的。而原子核又是中子和質(zhì)子構(gòu)成的。 那么中子和質(zhì)子是最小粒子嗎?顯然不是。因為中子是由兩個下夸克和一個上夸克構(gòu)成的;質(zhì)子則是由兩個上夸克和一個下夸克構(gòu)成的。 上面所述的內(nèi)容是當今物理界最新的研究。所以來排列這些構(gòu)成物質(zhì)的方式。從大到小是這樣的:分子,原子,質(zhì)子,中子,電子,光子,膠子,夸克。我想大家需要更直觀的圖片,來了解一下粒子的構(gòu)成??纯聪挛?,會幫助你認識粒子的構(gòu)成。 夸克(英語:quark)是一種基本粒子,也是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元??淇嘶ハ嘟Y(jié)合,形成一種復合粒子,叫強子,強子中最穩(wěn)定的是質(zhì)子和中子,它們是構(gòu)成原子核的單元。 由于一種叫“夸克禁閉”的現(xiàn)象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子里面找到夸克。因為這個原因,人類對夸克的所知大都是來自對強子的觀測。 所有的中子都是由三個夸克組成的,反中子則是由三個相應的反夸克組成的,比如質(zhì)子,中子。質(zhì)子由兩個上夸克和一個下夸克組成,中子是由兩個下夸克和一個上夸克組成。 在強子中決定量子數(shù)的夸克叫“價夸克”;除了這些夸克,任何強子都可以含有無限量的虛(或“?!保┛淇恕⒎纯淇?,及不影響其量子數(shù)的膠子。 強子分兩種:帶三個價夸克的重子,及帶一個價夸克和一個反價夸克的介子。最常見的重子是質(zhì)子和中子,它們是構(gòu)成原子核的基礎材料。我們已經(jīng)知道有很多不同的強子。它們的不同點在于其所含的夸克,及這些內(nèi)含物所賦予的性質(zhì)。 電子屬于輕子 質(zhì)子,中子,內(nèi)部有夸克組成??淇藂uark是一種基本粒子,也是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元??淇嘶ハ嘟Y(jié)合,形成一種復合粒子,叫強子,強子中最穩(wěn)定的是質(zhì)子和中子比如中子,有2個上夸克,1個下夸克組成 夸克(Quark)之間傳遞強相互作用的粒子叫膠子,膠是膠水的膠。 膠子有顏色,兩顆夸克交換膠子時,他們的顏色也會同時改變。 在標準模型理論里共61種基本粒子,包含費米子及玻色子。費米子為擁有半奇數(shù)的自旋并遵守泡利不相容原理(這原理指出沒有相同的費米子能占有同樣的量子態(tài))的粒子;玻色子則擁有整數(shù)自旋而并不遵守泡利不相容原理。簡單來說,費米子就是組成物質(zhì)的粒子而玻色子則負責傳遞各種作用力。關(guān)于這方面的內(nèi)容,我在量子力學科普書籍《見微知著》中有詳細的論述,在這本“宏觀物理”書中,就不做深入分析,以免一開始,就給大家?guī)黹喿x上的困難。 夸克(Quark)之間傳遞強相互作用的粒子叫膠子。 膠子有顏色,兩顆夸克交換膠子時,他們的顏色也會同時改變。這種顏色的人為規(guī)定的。 我想你此刻腦中會問自己:“夸克或者光子是最小的物質(zhì)單位嗎?是最基本粒子嗎?” 各位,如果你是一個敏感的人的話。在提出這個問題的時候,你應該首先會反問我:“你的排列是根據(jù)什么排列的??” 我很高興的告訴你:“你把我問住了?。 ? 單單是這樣的一個提問,便會牽涉出整個物理學,整個數(shù)學學,哲理學,宇宙學等等??梢宰屓魏我粋€科學家最終啞口無言。 這絕對不是我危言聳聽,我們試著看看。假如是以質(zhì)量大小排列的對嗎?我們看看我找到的數(shù)據(jù): 中子的質(zhì)量: 1.674928684 ×10^-27kg 質(zhì)子的質(zhì)量:1.672623183 × 10-27 kg 電子的質(zhì)量:9.1093821545×10^-31kg 光子的質(zhì)量:9.3454338×10^-36kg 夸克的質(zhì)量:172,000±900 ±1,300(MeV/c) 靈遁者物理科普宇宙書籍《變化》電子版在靈遁者淘寶有。 我們知道分子是由原子構(gòu)成的,所以一般情況下一個分子的質(zhì)量大于一個原子的質(zhì)量。但是我們也知道有一種分子叫單原子分子。比如說稀有氣體氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe) 他們是單原子分子,就是直接由一個原子構(gòu)成的分子。所以在這樣的情況下,分子質(zhì)量=原子質(zhì)量。 所以分子質(zhì)量>原子質(zhì)量的排列是錯誤的。 這還不是不能根據(jù)質(zhì)量進行的排列的主要原因。更主要的原因是有些粒子有靜止質(zhì)量和運動質(zhì)量之分。比如光子,愛因斯坦認為它沒有靜止質(zhì)量。顯然這時候需要討論運動與靜止,相對運動與相對靜止,運動速度等等問題。就不是一句兩句話可以說的明白的。 而且我們也從來沒有在教科書上發(fā)現(xiàn)這樣的根據(jù)質(zhì)量大小的排列。所以說我的大小排列是“隨機”的。同樣,按尺寸,按運動方式,按能量去排列,依然會有問題,很復雜。 可是我為什么這樣的去排列呢。原因很簡單。是根據(jù)我們?nèi)祟惔笾掳l(fā)現(xiàn)認識“粒子”的先后順序走的。 后來隨著量子力學的發(fā)展,科學家根據(jù)粒子的自旋,將粒子分為費米子和玻色子兩種。這是分類,不是排列。這個我會在我的量子力學科普書籍《見微知著》會詳細介紹說明。 我相信很多人和我一樣,都在問一個問題:“夸克是最小的粒子嗎?”“電子是最小的粒子嗎?”“夸克,光子,電子這些我們現(xiàn)在認為是基本粒子的粒子,還可以再被分開嗎?” 我們中國有句話叫“其大無外,其小無內(nèi)。”還有一句話叫:“萬變不離其宗。”到底我們該聽哪句話? 雖然我們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了光子,夸克,電子等等基本粒子,仿佛再要細分這些基本粒子,看起來有點遙不可及。但是我深信對于電子,光子,夸克這樣的粒子的認識,我們才剛剛開始。僅僅是打開了門。 我們的設備,我們的知識積累遠遠不能征服這些。 舉一個例子說明,我們現(xiàn)在知道了,夸克有六種。分別是:它們是上、下、粲、奇、底及頂。而且我們對于夸克的了解,是通過觀測強子得來的,不是直接觀測。 強子(Hadron)是一種亞原子粒子,所有受到強相互作用影響的亞原子粒子都被稱為強子。強子包括重子和介子。按現(xiàn)代的粒子物理學中的標準模型理論而言,強子是由夸克、反夸克和膠子組成的。膠子是量子色動力學中的力子,它將夸克連在一起,強子是這些連接的產(chǎn)物。所以也就是說我們是通過觀察膠子來觀察夸克的。 對于現(xiàn)在的探測設備,探測技術(shù),我上面已經(jīng)說了,對于夸克這樣的強子,夸克等這樣的尺寸,遠遠不夠。所以要想知道夸克能否再分,自然就是紙上談兵,不可把握的事情了。我相信任何一個科學家都不敢斷言的。 但是現(xiàn)在觀測和理論顯示6種夸克的質(zhì)量是不同的。 這意味著什么呢?? 意味著某種不同和內(nèi)在差異。 隨著深入的研究,我認為夸克可以被再次分解和解刨,發(fā)現(xiàn)新的東西。同樣光子,電子這樣的基本粒子,也會被深入分析,發(fā)現(xiàn)新的東西。 如果你問我那么是否存在最最基本的粒子? 我會說:存在的,并且認為不止一種。至少有“正、中、反”的說法。 得出以上推論的原因很簡單。首先,不論宇宙是如何誕生的,或者說它本身就存在著,沒有誕生這一說法。就物質(zhì)本身的存在而言,我深信一定是有“根”,所以最最基本的粒子是存在的。 說不止有一種,是從哲學和現(xiàn)在科學前沿觀察來說的。 做為中國人,我很自豪的一點,是中國人有一種理論,有一種哲學是任何一種理論無法推翻的。而且這樣的智慧思想是幾千年前就形成了,并且運用于實際生活中。深刻的影響著我們中國的方方面面,也是因為這樣的理論,才形成了中國特有的“性格”。 我所說的就是中國的道文化,中國的關(guān)于道的哲學。比如我們經(jīng)常聽到:“道生一,一生二,二生三,三生萬物。萬物負陰而抱陽,沖氣以為和。” 也聽到:“一陰一陽謂之道。” 試問這樣的理論,誰能說是錯誤的。 現(xiàn)在我們?nèi)祟惖难芯匡@示正物質(zhì),反物質(zhì)是存在的。比如發(fā)現(xiàn)了正電子,反質(zhì)子,反中子等。 而在中國“陽”為正,“陰”為反。從我們?nèi)粘I畹淖掷镄虚g便可以看出這一點。 我們經(jīng)常說:“某人一身陽剛正氣。而某人一臉陰險狡詐?!? 我們的老子更是直言:“故有無相生,難易相成,長短相形,高下相盈,音聲相和,前后相隨。恒也。是以圣人處無為之事,行不言之教;萬物作而弗始,生而弗有,為而弗恃,功成而不居。夫唯弗居,是以不去。 ”這就是樸素唯物論。而這樣的唯物論就是對于宇宙的描述。宇宙也確實如老子所言是:“處無為之事,行不言之教。”這樣才得到“恒也”的生存狀態(tài)。 而陰陽合一,即為“中?!?從物理角度來講原子不顯電性是為中,并不代表原子中不帶正負電,而是正負電平衡。 陰陽理論在中國不斷發(fā)展,和完善,顯示出它強大生命力,現(xiàn)在看來,是有很深根基的。 但是我們不得不承認,如果把中國或者東方文化和西方文化區(qū)別開來的話。我會這樣舉例子。 東方文化就好比“油畫”,可遠觀,卻經(jīng)不起別人拿著放大鏡“近觀?!? 出現(xiàn)這樣的尷尬局面,是因為我們重“理”,而西方文化重“法”,這就是為什么在中國理為先,法為后,甚至理大于法。而西方是法大于理。這就是我上面提到的“中國性格” 把這樣理論運用于科技和科學,就顯示出我們即是高明的,也是有點自欺欺人。因為我們?nèi)鄙佟皵?shù)據(jù)”的支撐。尤其是近100多年的科學理論發(fā)展。我們講究“說的通?!蔽鞣街v究“如何證明的通?!?/p> 可是當我們也開始講究“如何證明的通”的時候,我們的優(yōu)勢便可以被放大。因為我們有強大的理論支撐。發(fā)展必然也是飛速的。 哲學上,我們常說:“一花一世界。” 我是非常贊同這句話。從我上面給大家分析的,從分子到夸克,我們其實是很難去真實認識一個分子大的物質(zhì)所包含的內(nèi)容,所包含的結(jié)構(gòu),所包含的運動。那是一個足以讓你窮盡終身去探索的世界。 我們已經(jīng)看到了,小小的分子,小小的原子……都如此奇妙復雜,就不難想象我們的宇宙是多么復雜了。但是無論是宇宙,星系,分子,原子,強子,光子,夸克,甚至是弦,所有我們認識和了解的物質(zhì)性質(zhì)中,最一致的屬性是什么? 這一點對我們至關(guān)重要?。?/p> 我覺得很明顯,這個至關(guān)重要的屬性是運動。在我們探索宇宙,探索微觀世界的時候,我們僅僅抓住這個屬性不放,才能不被表象所迷惑。就我本人自己的想象和結(jié)合自己所了解的物質(zhì)世界,我認為探索宇宙的謎題關(guān)鍵也就是運動。 摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》此書電子版在靈遁者淘寶有。 |
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