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解读事物的本质,你我以及宇宙万物因何存在于宇宙中?

有些问题看似很简单,却难以回答,一件东西究竟是什么?事情为什么会发生?为什么以这种方式发生?

从最简单的开始解读:你是由什么组成的?

很显然,你是物质,由分子构成,分子由原子构成,而原子由基本粒子组成(比如说夸克和电子)。但如果说基本粒子就是最小的单位,它们又是什么构成的呢?

要回答简单的问题,先从简单入手。让宇宙空无一物,没有物质,反物质,辐射,粒子,什么都没有,再进一步考虑绝对的虚无!

什么是空间?它就是我们所说的真空吗?那里没有原子,没有物质,什么都没有,但它真的是一片空白吗?

虚无,让一切存在成为可能。某种意义上,很空就像是一片辽阔平静的海洋。没有什么事发生时,水面很平静,但一阵大风就能引发汹涌的浪潮。




我们宇宙的运行就像这样,这样的“海洋”到处都是,物理学家称之为“场”,这个概念听起来可能比较陌生,不过用辐射来举个例子。通过激发我们所说的电磁场能产生一个扰动,创造一种名为光子的粒子,这种粒子就是电磁辐射的载体,在我们的感知中,它是光。这不是光独有的特性,世界上所有的粒子都是这么产生的,所有的粒子都有相应的场,遵循特有的规则。




比如,除了电磁场以外,电子场在宇宙中也无处不在,这个场中的扰动是电子。宇宙中的场能产生十七种粒子,这些粒子可以划分为三种:轻子,夸克和玻色子。




轻子包括电子,μ子,还有τ子,每种都有相应的中微子。接着还有夸克,夸克是构成原子核的粒子,它们总是成组或成对结合组成质子和中子,进而组成原子核。




电子和夸克都是实物粒子,它们共同构成了你眼前的一切,你呼吸的空气,头顶照耀得太阳,你正在玩的电脑和手机,都是由夸克和电子组成。

但物体不只是存在而已,它们还互相作用。哲学意义上,一个东西的性质和它的存在一样,都是本身的一部分,这就是玻色子和相应的场的意义所在。夸克和轻子来自物质场,而玻色子则产生于力场。

我们把宇宙中的一种规则成为力,目前,一共发现了四种基本力:电磁力,引力,强核力和弱核力,这四种力布局整个宇宙。这四种力的法则规定了粒子能做什么和怎么做。比如无质量的粒子以光速运行。

力是粒子相互作用的法则,它们最终决定了粒子如何组成宇宙中所有的宏观物体。引力不只决定了地球绕日轨道或者苹果的下坠,这条法则还意味着物质相互吸引,它导致了行星和恒星的形成。

而电磁力不只规定了磁铁相吸相斥,或者灯泡里的电流,它还约束着所有的原子键,构成每一个分子。




总体来看,力和粒子就像组成实体的积木。玻色子就像信使,往返于实物粒子之间,让它们知道如何运动,每种粒子都依赖特定的力来与其他粒子相互作用。

比如夸克的相互作用依赖于电磁力和强核力来实现,但是电子不依赖强核力,只有电磁力。夸克交换强力玻色子作为传递强核力的媒介,它们组成质子,与电子交换光子,传递电磁相互作用,夸克就这样被束缚在原子核里。而电子由于电引力附着在原子核周围,构成了原子。

虽然宇宙中有许多宏大复杂的事物,比如生命,超新星,还有看似很复杂的电脑,如果把任何东西放大足够多倍,就只有场的涨落产生的十七中粒子,在四条游戏规则下(四种力的规则)运行。

简而言之,在目前对世界最基本的认知中,物体就是这样的,科学家把这个理论称为“粒子物理学标准模型”。你我只不过是茫茫大海中被能量激发的一个扰动,力决定你的行为,也支配世界的运行!


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