來(lái)源:怪奇菌
在當(dāng)下快節(jié)奏的社會(huì)中,我們每天都要疲于應(yīng)對(duì)忙碌的工作、繁重的學(xué)習(xí)以及繁瑣的家務(wù),所以難得的休憩就成為了異常珍貴的時(shí)光。
當(dāng)我們手捧一杯熱水,窩在舒適的沙發(fā)上看電視時(shí),不知你是否思考過(guò),這些我們經(jīng)常接觸的東西,沙發(fā)、水杯、電視……等等,它們究竟是由什么構(gòu)成的呢?基于這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行拓展,我們感受和使用這一切的身體又是由什么構(gòu)成的呢?
或許很多人都能夠回答這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)橹袑W(xué)物理課本中告訴我們,一切物體都是由原子構(gòu)成的。在古希臘哲學(xué)家第一次提出“原子(atom)”這個(gè)詞時(shí),其實(shí)就隱含了不可分割的意思。
然而,隨著人類科技的不斷發(fā)展,原子不可分割的結(jié)論被摒棄了,因?yàn)樵硬⒉皇撬^的“盡頭”,它的內(nèi)部還隱藏著更小的質(zhì)子、中子和電子。
難道一切就到此為止了?當(dāng)然不是,上個(gè)世紀(jì)60年代到70年代初,科學(xué)家們又發(fā)現(xiàn)了一種更小的微觀構(gòu)成——夸克。
問(wèn)題來(lái)了:按照這樣的思路,夸克是不是還能夠再分割呢?其實(shí)就目前來(lái)看,夸克已經(jīng)是微觀構(gòu)成的盡頭了,因?yàn)榭淇擞袀€(gè)奇怪的屬性——不可隔離性。
雖然說(shuō)夸克和電子很像都是基本粒子,但我們沒(méi)有辦法像觀察電子一樣將單個(gè)的夸克提取出來(lái),所以目前科學(xué)界對(duì)于夸克是否可以再分割問(wèn)題,還沒(méi)有一個(gè)真正的、準(zhǔn)確的答案。
從物質(zhì)到分子再到原子,最后再到最小夸克,這就是物質(zhì)的整個(gè)構(gòu)成鏈路。究其本質(zhì),你所看到的一切甚至包括自己,其實(shí)都是由無(wú)數(shù)夸克組成的。
看到這里可能很多人并沒(méi)有感到新奇,因?yàn)樯厦嬉恍┲R(shí)都曾在課本中被反復(fù)提及,但大部分人肯定不知道,這些粒子的組成中還隱藏著一個(gè)可怕的事實(shí)。
上圖是各種微觀粒子的尺度,從圖中能夠非常直觀地看到它們的比例懸殊極大。假如我們假設(shè)夸克和電子的大小是1米,那么它們上一級(jí)的質(zhì)子邊界就是1公里,原子核的邊界就是100公里,而原子的邊界將達(dá)到驚人的10萬(wàn)公里。
如果你對(duì)此仍然沒(méi)有直觀的印象,那么請(qǐng)看下面一張圖片。這張圖片雖然沒(méi)有將各個(gè)粒子等比例顯示出來(lái),但我們還是能夠明顯地看到,在一個(gè)氫氣分子中,除了6個(gè)夸克和兩個(gè)電子之外,其余位置全部都是一片虛無(wú)。
如果我們單看電子,會(huì)覺(jué)得更加難以理解和匪夷所思。雖然電子和夸克的體積差不多,但電子竟然能夠以“云態(tài)”存在于原子核之外。
值得一提的是,每當(dāng)提到原子內(nèi)部的形態(tài),可能許多人腦海中出現(xiàn)的還是類似太陽(yáng)系的結(jié)構(gòu),其實(shí)那種形態(tài)結(jié)構(gòu)早已經(jīng)落后了,它真正的形態(tài)結(jié)構(gòu)如下圖所示。
目前,現(xiàn)代電子云模型已經(jīng)得到了科學(xué)界普遍接受和承認(rèn),可電子的“云態(tài)”究竟是個(gè)什么樣的形狀呢?
下圖中紅色部分就是電子出現(xiàn)的地方,其他地方則是電子從沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)的地方。事實(shí)上,電子本身并沒(méi)有一個(gè)固定的線性運(yùn)動(dòng)軌道,而是在一個(gè)于錐面、球面或其他曲面的內(nèi)外進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
由于每個(gè)電子都在自己的能級(jí)層上進(jìn)行著量子態(tài)的運(yùn)動(dòng),具體變現(xiàn)為幾乎無(wú)處不在,就像云一樣將原子核包裹住,所以才有了“電子云”這個(gè)名稱。
或許有人會(huì)問(wèn):電子究竟是通過(guò)什么方法在一個(gè)曲面內(nèi)外運(yùn)動(dòng),然后躍過(guò)空白區(qū)域出現(xiàn)在另一個(gè)曲面上的呢?答案是:不知道,或者說(shuō)目前沒(méi)有確切的答案,這是在宏觀世界中無(wú)法解釋的事情。
它們似乎能夠穿越高維空間,然后以一種人類暫時(shí)無(wú)法理解的方法重新出現(xiàn)在另一個(gè)地方。
知道了什么是電子云,那么電子究竟是個(gè)什么樣的存在呢?部分科學(xué)家認(rèn)為電子、夸克這種基本粒子可能是點(diǎn)粒子,也就是說(shuō)它們類似于有質(zhì)量但卻沒(méi)有體積或形狀的質(zhì)點(diǎn)。
到這里,讓我們將上面得到的信息反過(guò)來(lái)進(jìn)行梳理。世界上的一切,比如味道、顏色形狀等我們能夠感到的所有,都是光子和電子或電子和其他粒子的相互作用。
而光子是沒(méi)有靜止質(zhì)量的電磁波,電子是沒(méi)有體積或形狀的質(zhì)點(diǎn),此時(shí)唯一能讓我們感受到“踏實(shí)”的可能就是原子核,但它從本質(zhì)上看其實(shí)也是由類似質(zhì)點(diǎn)的夸克組成。
當(dāng)然了,提到本質(zhì)就不得不提到一個(gè)前沿理論——弦理論。弦理論認(rèn)為所有的微觀粒子都是由不同振動(dòng)頻率的“弦”組成,這聽(tīng)起來(lái)似乎更加的科幻。
下圖這種旋轉(zhuǎn)的LED燈大家應(yīng)該都見(jiàn)過(guò),在靜止?fàn)顟B(tài)下時(shí),它顯示的僅僅是一個(gè)個(gè)細(xì)小的、毫無(wú)規(guī)律的亮點(diǎn),可一旦其高速旋轉(zhuǎn)起來(lái),原本雜亂的亮點(diǎn)就會(huì)瞬間變成一個(gè)絢麗的規(guī)則圖案。
而微觀世界中其實(shí)也差不多,當(dāng)所有的光子和電子高速運(yùn)動(dòng)起來(lái),就形成了生命以及生命能夠欣賞的宏偉壯麗的世界。
但無(wú)論世界有多么的繁茂、生命有多么的活力,究其本質(zhì)還是電子、光子以及夸克這些基本粒子在各種力的作用下所搭建出的虛空結(jié)構(gòu),如果將這種結(jié)構(gòu)表示出來(lái),那么應(yīng)該是下圖中的樣子。
總的來(lái)說(shuō),如果透過(guò)這些基本粒子看一切事物的本質(zhì),那么就能夠得到一個(gè)讓人無(wú)法接受卻又不得不承認(rèn)的可怕事實(shí):世間一切皆是虛無(wú)。
當(dāng)然了,這里的“虛無(wú)”指的是結(jié)構(gòu)上的虛無(wú),并不意味著整個(gè)世界沒(méi)有任何意義,畢竟它孕育出了擁有自由意志的人類,還有什么事情比這更有意義呢?
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