物质是什么?事情为何会发生?又为何会这么发生?

百科   2024-12-21 18:30   辽宁  

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    最难回答的问题往往看似极为简单,比如“东西”是什么?“事情”为何会发生,为什么会“这样”发生?我们尝试逐步探讨一下这些问题。你是由物质构成,而物质是由分子组成,分子则由原子构成,原子是由“基本粒子”组成的。那么,如果“基本粒子”是最小单位,它们又是由什么构成的呢?

    要解答这个看似简单的问题,需要用简单的方法来研究。设想把整个宇宙清空,去除所有的物质、反物质、辐射和粒子。然后再看看“什么都没有”的状态是什么。这个“什么都没有”,是我们所谓的“真空”吗?在没有原子或物质的情况下,这片空旷的境界其实是万物存在的基础。打个比方,“什么都没有”好比是一片宁静的海洋,虽然在“什么都没有”时,水面平静无波,但只要有一点扰动,就可能产生宏大的波澜。

    宇宙也类似于这种状态。“水面”无所不在,被物理学家们称为“场”。“场”这个概念乍看之下可能会有些怪,但想想辐射。所谓的“电磁场”一旦被激发,就会产生一个小小的“波动”,这即是我们所知的光子。这种粒子带来了辐射,使我们能够看到“光”。不仅仅是光,宇宙中的各种粒子都是如此。每种粒子有其独特的“场”,按照各自的规则运作。例如,除了“电磁场”之外,宇宙中还充满了“电子场”,其中的“波动”就是电子。

    宇宙里总共有17种粒子,主要分为三种:轻子、夸克和玻色子。轻子包括电子和它们的近亲:μ介子和τ介子,它们各自都有对应的中微子。接着是夸克,夸克形成原子核,它们结对或聚成成团,构成中子和质子,也就是原子核。总体而言,轻子和夸克构成了“物质”粒子,它们组成了你所看到的一切,从空气到太阳,再到你面前的计算机。

    然而,“东西”不仅仅是“存在”,它们还会“活动”。从哲学的角度来看,“东西”的“特性”与它们的“存在”同样重要,这就引出了玻色子。夸克和轻子构成了“物质场”,而玻色子则来自“力场”,“力”是我们所称的“宇宙法则”。已知的四种“基本力”包括电磁力、万有引力以及强、弱核力。这些力是“宇宙”的游戏规则,指引各种粒子应该如何且怎样地“活动”。比如,象棋中的象只能斜跳,而无质量的粒子以光速前进。强核力和电磁力是夸克使用的,而电子则只参与电磁力。强核力的波色子吸引并束缚其他夸克形成质子,而质子与电子交换光子(电磁力玻色子)彼此束缚。如此,夸克被锁于原子核,而电子则环绕其外,通过电磁力构成了原子。

    这套现象的描述正是物理学家所称的“粒子物理标准模型”。从知识的角度看,“物体”本质上就是如此。你不过是浩瀚宇宙中的小波澜,由能量驱动,并受到宇宙法则的指引。

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