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主题:【周末来思考一下科学问题】分子原子质子中子电子... -- 月色溶溶

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家园 月色MM其实想得很深刻

说自己是个文科生,但考虑问题的深度要比不少理工科童鞋高得多,赞一个先!

月色MM的问题可以分成两部分,首先是所有的同种基本粒子都是一样的,或者说是不可分辨的?现代物理学的回答是肯定的。这个概念最早是由印度物理学家玻色提出的,经过爱因斯坦的推广成为所谓的“玻色-爱因斯坦统计”,而这个是被实验所确认的。如果有兴趣不妨看看科学松鼠会的“[凝]最冷的,最凝聚”外链出处,可以看到在极低温度下,甚至连单个原子的位置都是不可分辩的。

问题的第二部分是这个世界是不是由一种最小的、不可分割的模块构成的?在古希腊和古印度都有持这种“原子论”的学者。到了现代,我们知道构成我们这个世界包括我们自身的,是质子、中子和电子,而质子和中子又是由夸克组成的。那么有没有比夸克和电子更小的组成部分?至少目前的实验和理论都不支持这种想法,也就是说我们现在的这个世界,是由不只一种“砖块”构成的。按照标准模型理论,存在着六种不同的夸克(上,下,魅,奇,顶,底)及六种相应的反夸克,六种轻子(电子,电子中微子,μ子,μ子中微子,τ子,τ子中微子)及六种相应的反轻子。再就是传递强相互作用的胶子,传递电磁作用的光子,以及传递弱相互作用的W,Z玻色子。这些都是已经被实验所验证的。最后是神秘的希格斯粒子,物理学家们相信它是物质质量的来源,如果它能被证实,将是标准模型的完美胜利。

不过呢,物理学家,特别是理论物理学家们,可都是一些不那么容易满足的人。他们希望有一种理论不但能统一地描述所有这些“基本粒子”,最好连万有引力,暗物质,暗能量啥都能包括进去,这就诞生了超弦理论,量子圈引力理论,以及其他一些理论。超弦理论认为在宇宙极早期,刚刚诞生的一刹那,温度极高的时刻,所有这些粒子(或者说弦的振动模式)都是相同的,而所有的相互作用都不可分辨而退化为一种,这样在某种程度上,就回到了古希腊的“原子论”上去了。但是理论毕竟是理论,只有被实验所证实,才能被接受为人类可靠知识体系的一部分。超弦理论的问题之一是,它预言了许许多多的新粒子,但直到现在,连一个都没能找到。其他的理论也都有自己的一些问题。当然这些理论毕竟年轻,应当有它们成长发展的空间。

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