世界未解:关于现代科学的七大未解之谜

2016年9月22日11:53:01 评论 515

世界未解:关于现代科学的七大未解之谜

1.存在“最小粒子”吗?

在历史上很长的一段时间里,人们曾经认为物质、时间、空间这些东西是可以无限分割的。《庄子·天下》中这样说:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”用数学的语言来解释这段话,意思就是你可以把1尺长的棍子进行无数次对半分割,第一次对半分割得数是0.5尺,第二次是0.25尺,第三次是0.125尺……这个过程可以无限地进行下去。公元前四世纪的希腊哲学家亚里士多德也认为,物质是连续的,人们可以将它无限地分割下去,我们永远也得不到一个不可再分割的“最小颗粒”。

但很早就有人怀疑“物质可以无限分割”的观念,希腊哲学家德谟克利特相信最小颗粒是存在的,他把这种粒子叫做“原子”。德谟克利特认为所有的物质都是由原子组成的,原子是一种不可穿透、不可分割的实体,一切原子都有着相同的性质,只是在形状、大小、重量、排列、位置上有所不同。万物有生有灭,但组成它们的原子却不会跟着毁灭,只会从死亡的物体转移到新生的物体身上。

后来科学家们的确发现了原子的存在,但它却不是最小的粒子,它由质子、中子和电子构成,质子和中子又由被胶子束缚着的夸克组成从目前的情况看,电子和夸克似乎都是最小的“基本粒子”。之所以说它们是基本粒子,是因为任何与这些粒子的结构相关的现象,在实验中都没有观察到,它们像是一个不可再分的点,而不像质子、中子、原子核和原子那样,有可测量的大小。。

粒子物理学家们建立了一个标准模型,来解释目前已发现的所有粒子和它们之间的作用力。但并不像德谟克利特说的那样,只存在“原子”这样一种最小粒子,标准模型中包括了62种基本粒子,被称为“上帝粒子”的希格斯玻色子刚刚被找到,这样标准模型中所有粒子的存在都已得到了证明。

然而这些今天被称为基本粒子的东西,就一定是不可再分的“最小粒子”吗?人们以前曾经认为原子是最小粒子,但后来发现它其实是个复合体。随着科技水平的提高,今天不可再分的东西,明天有没有可能发现它又只是个复合体呢?

这样的过程,有没有尽头呢?假如从量子论的角度来看,世界不是光滑的,在粒子世界中,物质、能量、时间、空间都表现出不连续的特征来,因而世界必定不可能无限分割下去,最小粒子必定存在。

但这种分割,到什么时候才是尽头,最小粒子究竟是多小呢?

现代科学无法回答。

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