组成物质的最小单位到底是什么?


组成物质的最小单位到底是什么?

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这个问题没有答案,也永远不可能有准确的答案 。
古希腊德谟克利特提出了原子概念,认为所有物质都是由不可再分割的原子组成,至于说原子究竟是什么,长期以来大都认为是气、火、水、土等基本元素 。又过了几千年,直到十七、十八世纪化学家们才弄清除,一些物质不可能通过化学手段继续对它们进行分解,这些物质就是拉瓦锡定义的元素,不同元素是由不同的原子组成的,从此原子就成为化学变化中的最小单元,科学家们的锯子似乎再也锯不下去了 。
【组成物质的最小单位到底是什么?】但十九世纪晚期到20世纪初期,科学家们发现了电子,原子内部也是空空如也,只有一个很小的原子核,就像太阳和太阳系一样,由此证明原子并不是不能再分割 。一些科学家如释重负,原子核总不能再往下锯了吧?话音刚落,1919年科学家就发现了原子核内部带正电的质子,1932年又发现了不带电的中子 。
科学家的锯子锋利无比,上世纪五六十年代,终于把质子、中子也锯开了,发现它们是由更基本的粒子夸克组成,这样组成我们这个世界的最小单元就变成了夸克、电子、光子、胶子等基本粒子 。这就是目前为止我们在科学上对组成物质最小单元的最确切的认识 。
但这样的认识显然不能满足人类日益增长的科学认知的要求,科学家们举着切割机,准备继续对这些基本粒子大开杀戒,却怎么也找不到下锯的地方 。因为相对于这些基本粒子来说,我们的锯子实在太大了,就像你要用一把菜刀去切细菌,细菌们当然喜逐颜开,来啊,来啊,来切啊!
没办法,科学家们只好动用数学和想象力,终于“发现”,这些粒子原来是由更基本更小的一维“弦”组成,弦纠缠在六维的卷缩空间中不断振动,振动模式的不同就形成了各种基本粒子,这就是现在方兴未艾的M理论 。当然目前M理论还无法在科学上进行验证,所以组成物质的最小单元究竟是不是“弦”,实在还是一件非常玄的事 。


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