導讀:本文摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》。旨在幫助大家瞭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成的。而原子核又是中子和質子構成的。

那麼中子和質子是最小粒子嗎?顯然不是。因為中子是由兩個下夸克和一個上夸克構成的;質子則是由兩個上夸克和一個下夸克構成的。

上面所述的內容是當今物理界最新的研究。所以來排列這些構成物質的方式。從大到小是這樣的:分子,原子,質子,中子,電子,光子,膠子,夸克。我想大家需要更直觀的圖片,來瞭解一下粒子的構成。看看下文,會幫助你認識粒子的構成。

夸克(英語:quark)是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子和中子,它們是構成原子核的單元。

由於一種叫「夸克禁閉」的現象,夸克不能夠直接被觀測到,或是被分離出來;只能夠在強子裡面找到夸克。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,比如質子,中子。質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「海」)夸克、反夸克,及不影響其量子數的膠子。

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。最常見的重子是質子和中子,它們是構成原子核的基礎材料。我們已經知道有很多不同的強子。它們的不同點在於其所含的夸克,及這些內含物所賦予的性質。

電子屬於輕子

質子,中子,內部有夸克組成。夸克quark是一種基本粒子,也是構成物質的基本單元。夸克互相結合,形成一種複合粒子,叫強子,強子中最穩定的是質子和中子比如中子,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。

在標準模型理論裏共61種基本粒子,包含費米子及玻色子。費米子為擁有半奇數的自旋並遵守泡利不相容原理(這原理指出沒有相同的費米子能佔有同樣的量子態)的粒子;玻色子則擁有整數自旋而並不遵守泡利不相容原理。簡單來說,費米子就是組成物質的粒子而玻色子則負責傳遞各種作用力。關於這方面的內容,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,就給大家帶來閱讀上的困難。

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:「你的排列是根據什麼排列的??」

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,整個數學學,哲理學,宇宙學等等。可以讓任何一個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。假如是以質量大小排列的對嗎?我們看看我找到的數據:

中子的質量: 1.674928684 ×10^-27kg

質子的質量:1.672623183 × 10-27 kg

電子的質量:9.1093821545×10^-31kg

光子的質量:9.3454338×10^-36kg

夸克的質量:172,000±900 ±1,300(MeV/c)

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我們知道分子是由原子構成的,所以一般情況下一個分子的質量大於一個原子的質量。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成的分子。所以在這樣的情況下,分子質量=原子質量。 所以分子質量>原子質量的排列是錯誤的。

這還不是不能根據質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量和運動質量之分。比如光子,愛因斯坦認為它沒有靜止質量。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現這樣的根據質量大小的排列。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,很複雜。

可是我為什麼這樣的去排列呢。原因很簡單。是根據我們人類大致發現認識「粒子」的先後順序走的。

後來隨著量子力學的發展,科學家根據粒子的自旋,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。」還有一句話叫:「萬變不離其宗。」到底我們該聽哪句話?

雖然我們現在發現了光子,夸克,電子等等基本粒子,彷彿再要細分這些基本粒子,看起來有點遙不可及。但是我深信對於電子,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。而且我們對於夸克的瞭解,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物。所以也就是說我們是通過觀察膠子來觀察夸克的。

對於現在的探測設備,探測技術,我上面已經說了,對於夸克這樣的強子,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。

但是現在觀測和理論顯示6種夸克的質量是不同的。 這意味著什麼呢?? 意味著某種不同和內在差異。

隨著深入的研究,我認為夸克可以被再次分解和解刨,發現新的東西。同樣光子,電子這樣的基本粒子,也會被深入分析,發現新的東西。

如果你問我那麼是否存在最最基本的粒子? 我會說:存在的,並且認為不止一種。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,並且運用於實際生活中。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,中國的關於道的哲學。比如我們經常聽到:「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。

現在我們人類的研究顯示正物質,反物質是存在的。比如發現了正電子,反質子,反中子等。 而在中國「陽」為正,「陰」為反。從我們日常生活的字裡行間便可以看出這一點。

我們經常說:「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,前後相隨。恆也。是以聖人處無為之事,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於宇宙的描述。宇宙也確實如老子所言是:「處無為之事,行不言之教。」這樣纔得到「恆也」的生存狀態。

而陰陽合一,即為「中。」 從物理角度來講原子不顯電性是為中,並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展,和完善,顯示出它強大生命力,現在看來,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,卻經不起別人拿著放大鏡「近觀。」 出現這樣的尷尬局面,是因為我們重「理」,而西方文化重「法」,這就是為什麼在中國理為先,法為後,甚至理大於法。而西方是法大於理。這就是我上面提到的「中國性格」

把這樣理論運用於科技和科學,就顯示出我們即是高明的,也是有點自欺欺人。因為我們缺少「數據」的支撐。尤其是近100多年的科學理論發展。我們講究「說的通。」西方講究「如何證明的通。」

可是當我們也開始講究「如何證明的通」的時候,我們的優勢便可以被放大。因為我們有強大的理論支撐。發展必然也是飛速的。

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所包含的內容,所包含的結構,所包含的運動。那是一個足以讓你窮盡終身去探索的世界。

我們已經看到了,小小的分子,小小的原子……都如此奇妙複雜,就不難想像我們的宇宙是多麼複雜了。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性質中,最一致的屬性是什麼? 這一點對我們至關重要!!

我覺得很明顯,這個至關重要的屬性是運動。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。就我本人自己的想像和結合自己所瞭解的物質世界,我認為探索宇宙的謎題關鍵也就是運動。

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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