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你是否也曾思考過這個世界究竟由什么構(gòu)成？在高中物理的學(xué)習(xí)中你知道了物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，如果更深入地了解，你會知道原子中還有更小的質(zhì)子、中子，更更小的夸克。那么你是否知道，科學(xué)家們在剝原子這顆洋蔥時，竟然曾受到過偉大的哲學(xué)家毛澤東主席的啟發(fā)。 一、物質(zhì)結(jié)構(gòu) 從古至今人們一直在探索物質(zhì)是什么構(gòu)成，我們把各種物質(zhì)先分類，然后一步步進(jìn)入其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是否能夠找到一個具有相同性質(zhì)的最小的組成部分呢？ 第一個提出并試圖解答這個問題的人是約2300年前的古希臘哲學(xué)家德謨克利特，他認(rèn)為任何東西都是由大量很小的粒子組成，他稱這種粒子為原子，希臘語意思是“不可分割者”，各種物質(zhì)中原子數(shù)目不同，但各種物質(zhì)性質(zhì)的不同只是表現(xiàn)的，而不是實(shí)在的。例如火和水的原子是一樣的，只是表現(xiàn)形式不同。  圖1 希臘100德拉克馬面額紙鈔上的德謨克利特與原子模型 德謨克利特原子論的觀念是超前的，這是原始的樸素的原子論。雖然他并不是科學(xué)的結(jié)論，但也顯示了哲學(xué)思辨的力量。 經(jīng)過幾千年，原子這個哲學(xué)概念有了精確的科學(xué)內(nèi)容，并被大量實(shí)驗(yàn)證據(jù)所證實(shí)。英國科學(xué)家道爾頓第一次提出了近代意義上的原子論，原子極其微小，它既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，不同的原子以簡單比例組合形成各種化合物。在當(dāng)時這種理論成功的解釋了許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)一步解答了物質(zhì)組成問題，但他認(rèn)為原子像實(shí)心玻璃彈珠一樣不可再分。  圖2 道爾頓和他的原子論 在1879年，湯姆生利用陰極射線發(fā)現(xiàn)了原子中含有帶負(fù)電的電子，他認(rèn)為既然電子存在在原子里，那么就應(yīng)該作為一個小顆粒塞進(jìn)整個原子，從而提出了電子鑲嵌在原子上的葡萄蛋糕模型。  圖3 葡萄干面包 不對，放錯了！  圖4 葡萄干面包模型（名字很形象） 1910年，盧瑟福和他的學(xué)生做了著名的盧瑟福實(shí)驗(yàn)，他們用α粒子去轟擊一張金箔時，發(fā)現(xiàn)極少數(shù)粒子被金箔反彈回來了，由于粒子比電子重，按照當(dāng)時的原子葡萄蛋糕模型這種現(xiàn)象相當(dāng)于用一枚炮彈去打一張報(bào)紙卻被報(bào)紙反彈回來一樣荒謬。  圖5 α粒子散射實(shí)驗(yàn) 盧瑟福通過認(rèn)真的思考提出了原子核式模型，原子的質(zhì)量幾乎全部集中在直徑很小的核心區(qū)域，叫原子核，電子在原子核外繞核作軌道運(yùn)動。盧瑟福還發(fā)現(xiàn)，在原子核內(nèi)部有質(zhì)子，每個質(zhì)子帶一個單位正電荷。到1932年，科學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)了原子核內(nèi)有不帶電的中子。  圖6 盧瑟福的原子模型 至此，原子核已經(jīng)被分為質(zhì)子和中子，那么質(zhì)子、中子還能再分嗎？ 二、毛主席的思考 在我國古代，很早就表達(dá)了樸素的物質(zhì)無限可分性的思想。墨子有提出“端”的概念，“非半弗，則不動，說在端”，莊子曾與惠施辯論時說：“一尺之錘，日取其半，萬世不竭?！?/p>  圖7 一尺之錘，日取其半 毛澤東作為國家主席，也需要補(bǔ)充物理知識，在他學(xué)習(xí)到物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)時，聯(lián)想到莊子無限分棍棒的思想，認(rèn)為質(zhì)子中子應(yīng)該還可分，于是他向他的保健醫(yī)生徐濤提出了這個問題：“你說這質(zhì)子、中子還能再分嗎？”徐濤回答不了，毛澤東卻以肯定的語氣說到：“不管你信不信，反正物質(zhì)無限可分，我信！” 在1995年的中共中央書記處擴(kuò)大會議上，毛澤東正式提出了“質(zhì)子”“中子”也是可分的，毛澤東表達(dá)了對基本粒子不可分觀點(diǎn)的不贊同，他說，“我看不見得，從哲學(xué)的觀點(diǎn)來看，物質(zhì)是無限可分的。原子、電子、中子、質(zhì)子也應(yīng)該是可分的，一分為二，對立統(tǒng)一，你們信不信？” 毛澤東的觀點(diǎn)真正在國內(nèi)產(chǎn)生巨大反響的契機(jī)是1964年與于光遠(yuǎn)、周源培就坂田的文章進(jìn)行的談話被公開。  圖8 1964年毛澤東接見北京科學(xué)討論會日本代表團(tuán)團(tuán)長坂田昌一 按照毛澤東的指示，黨中央理論刊物《紅旗》雜志于1965年6月原文重譯發(fā)表了坂田《關(guān)于新基本粒子觀的對話》（即《基本粒子的新概念》）一文。毛澤東親自寫了“編者按”，進(jìn)一步闡發(fā)了他關(guān)于物質(zhì)無限可分的思想。  圖9 《新基本粒子觀對話》 這之后，我國物理學(xué)家經(jīng)過對物質(zhì)結(jié)構(gòu)創(chuàng)造性的研究，提出了“層子模型”，堅(jiān)持基本粒子不基本，結(jié)構(gòu)仍然無限可分的觀點(diǎn)。且這一理論被國際物理學(xué)家薩拉姆帶到了第十二屆國際高能物理學(xué)討論會上。  圖10 層子模型 在1977年世界第七屆粒子物理學(xué)年會上，格拉肖提出了把'構(gòu)成物質(zhì)的所有這些假設(shè)的組成部分命名為“毛粒子”(Maons)的提議。  圖11 薩拉姆（右）與參加1966年夏季物理學(xué)術(shù)討論會的代表交談 遺憾的是，當(dāng)時格拉肖的提議并未在科學(xué)界獲得廣泛認(rèn)同，可能是因?yàn)槊珴蓶|“物質(zhì)是無限可分的，基本粒子也是無限可分”的論斷并非基于物理學(xué)的科學(xué)假說，尚沒有任何科學(xué)實(shí)驗(yàn)證據(jù)做支持，充其量只能算一個哲學(xué)命題。也可能因?yàn)楫?dāng)時中國對格拉肖的提議沒有做出回應(yīng)。 三、哲學(xué)之思 在哲學(xué)的發(fā)展過程中，大多數(shù)時間都是科學(xué)的發(fā)現(xiàn)推動了哲學(xué)的發(fā)展，而毛澤東這一“預(yù)言”，恰恰是用哲學(xué)的眼光，以辯證唯物主義的觀點(diǎn)對科學(xué)問題發(fā)表看法，且見解深刻獨(dú)到，語出驚人，富有創(chuàng)造性。 根據(jù)辯證法思想：在原子里，充滿矛盾的統(tǒng)一，有原子核和電子兩個對立面的統(tǒng)一，原子核里頭又有質(zhì)子和中子的對立統(tǒng)一，質(zhì)子里又有質(zhì)子、反質(zhì)子，中子里又有中子、反中子。總之，一分為二，對立面的統(tǒng)一無所不在。這些矛盾，使它們的可分性得以實(shí)現(xiàn)。如在常態(tài)下，電子會被束縛在原子這個統(tǒng)一體中，繞原子核旋轉(zhuǎn)，而一旦電子獲得了巨大的能量推動，它將會產(chǎn)生巨大的動能，這將有可能使電子掙脫電磁力的束縛，從原子中逃逸出來，這時原子就分裂成了兩部分，原子的可分性就實(shí)現(xiàn)了。而原子能被分割的根本原因就是電子和原子核之間的矛盾，因此，毛澤東認(rèn)為物質(zhì)可分性的內(nèi)因是其內(nèi)部存在著矛盾。 圖11 質(zhì)子內(nèi)部由夸克、反夸克組成 恩格斯曾深刻地指出：“一個民族想要站上科學(xué)的各個高峰，就一刻也不能沒有理論思維”。毛澤東關(guān)于物質(zhì)無限可分的哲學(xué)思想對于當(dāng)代粒子物理學(xué)發(fā)展提供的指導(dǎo)與促進(jìn)作用，雄辯地證明了恩格斯這一至理名言的預(yù)見性。 圖12 恩格斯 毛澤東認(rèn)為，哲學(xué)就是認(rèn)識論。我們對于世界的認(rèn)識是不斷發(fā)展變化的。曾經(jīng)我們認(rèn)為宇稱守恒，但楊振寧李政道的研究結(jié)果表明宇稱不守恒。曾經(jīng)我們認(rèn)為原子不可再分，而現(xiàn)在科學(xué)家接連發(fā)現(xiàn)了更多內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。在這樣不斷發(fā)展的認(rèn)識過程中，人類才不斷發(fā)展進(jìn)步。 在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展中，科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了波爾模型和現(xiàn)代電子云，并找到了更加微小的粒子，總結(jié)出了粒子的標(biāo)準(zhǔn)模型。 圖13 波爾模型 圖14 現(xiàn)代電子云模型 毛澤東提出的物質(zhì)無限可分的原理，作為特定歷史階段的產(chǎn)物，作為一定發(fā)展進(jìn)程中的相對真理，同樣也不可能窮盡微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的全部內(nèi)涵。而我們不可否認(rèn)、不可忽視的是，人們對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，與作為認(rèn)識論和方法論的哲學(xué)之間存在密切的聯(lián)系。我們應(yīng)學(xué)習(xí)毛主席的辯證思想，利用馬克思哲學(xué)認(rèn)識世界，探索科學(xué)真理。 |
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