首页 / 世界 / 正文

万物是由什么构成的-

放大字体  缩小字体 来源:小编 2024-05-07 18:48  浏览次数:101 来源:http://www.fstts.cn/    

如果你从中间切开三明治,你会得到两半。再一次,你有4个25美分。但如果你继续呢?最终,你必须得到一些你不能切成两半的东西,对吧?那会是什么呢?当你一直走到底部,所有的东西都是由什么组成的?


万事万物

早在公元前5世纪,希腊哲学家德谟克利特就思考过这个问题。他得出的结论是,如果你不断地把一个东西对半分割,你最终会得到一个不能被分割的东西。

根据德谟克利特的说法,这些无限小的粒子在真空中飞行,不断移动并相互碰撞。他将万物的组成部分称为原子,在希腊语中是“不可切割”的意思。

自从德谟克利特(Democritus)提出原子的概念以来,两千多年来,科学家们一直试图更好地回答这个基本问题:万物是由什么构成的?德谟克利特已经非常接近了。原子是真实存在的,但它们并非像德谟克利特所认为的那样“不可分割”——尽管任何人都需要2500年才能意识到这一点。

等等,那边的更多!

科学家们后来发现,德谟克利特与这笔钱惊人地接近。原子确实存在;它们在真空中飞行,不断地相互碰撞。但在1897年,一位名叫j·j·汤姆森(J. J. Thomson)的物理学家发现了一些东西,阻碍了这项工作。如果原子不是唯一组成我们生活的世界的东西呢?

在摆弄阴极射线管的时候,j·j·汤姆森意识到,他创造的光束不是由光波或无线电波等常规辐射构成的。他证明自己探测到了比氢原子轻1800倍的微小粒子。但是等等,原子不应该是最小的东西吗?嗯,不完全是。我们必须深入研究。

汤姆逊发现了带负电的电子,这是一种全新的粒子。几个世纪以来,科学家们一直在完善原子理论,而现在我们发现了一些本不应该存在的东西——这引发了一个新的问题。如果电子比原子小得多,也许原子根本就不是兔子洞的尽头。

原子的分裂

在汤姆森的发现之后的几年里,我们对原子的行为有了越来越深入的了解。物理学家利用数学和现实实验研究了这些基本粒子。他们很快意识到,流传了几个世纪的“不可切割”原子的观点不可能是真的。

质谱仪让我们可以测量原子的质量,但结果却不尽人意。实验数据有意义的唯一方法是,原子由两种粒子组成:一种带正电,一种带中性。这种带电粒子后来被称为质子。1932年,詹姆斯·查德威克第一次发现了中子。

科学家们终于完成了炼金术士几个世纪以来一直试图做的事情:他们把一种元素变成另一种元素。当然,我们还没有完全把铁变成金,但通过向铍原子发射带电粒子,他们成功地打破了原子核的键,第一次从中子中分裂出质子,并创造出微量的完全不同的元素。不可切割的原子已经被切割了——但我们还有更深的路要走。

潘多拉的盒子

不幸的是,中子的发现将科学家们指向了一个可怕的发现:原子弹。

我们发现我们可以分裂一个原子:核裂变。更重要的是,我们发现将原子连接在一起的化学键含有大量的能量。实验继续进行,最终,里奥·西拉德发现,如果你以正确的方式破坏正确的原子,它就会开始一个链式反应,释放出巨大的能量。他发现了核弹的基础。

仅仅11年后,美对日本投下两枚原子弹,造成20多万人死亡。

但我们仍然没有找到“万物是由什么构成的”的答案。德谟克利特美丽而简单的原子理论受到了启发,但事实总是比这复杂得多。

既然我们已经超越了原子,我们就真的陷入了困境。值得庆幸的是,这个垃圾有一个好听且容易理解的名字:标准模型。但是不要被这个无聊的名字骗了——它再复杂不过了。

队伍的尽头

粒子物理的标准模型是迄今为止我们提出的最好的科学理论。它把一切——我是说一切——分成17个基本粒子和4种基本相互作用。

标准模型终于把我们带到了兔子洞的尽头。它描述了组成质子和中子的“夸克”,以及将它们结合在一起的“胶子”。它还描述了……几乎所有的事情。电子呢?标准模型解释了这一点。光吗?标准模型解释了这一点。你可能听说过那种叫做希格斯玻色子的奇特粒子?你猜对了。

没有简单的答案

当我第一次开始寻找“万物是什么?”这个问题的答案时,我希望能像德谟克利特一样找到一个简单的答案。如果一切都能归结为原子这样简单的东西,那就太好了。但当我们进入这个兔子洞时,只有一件事是清楚的:事情不能更复杂了。

我可以告诉你,原子是由夸克组成的,夸克形成中子和质子,夸克形成原子,夸克形成分子,最终变成我们开始的那个三明治。也许哪天在酒吧问答会上对你有帮助。但事实证明,宇宙比我们想象的要复杂得多。我们已经到达了兔子洞的底部,这里是一个迷宫。

如果你想了解更多,你最好钻研你的数学,因为你会需要它。或者你可以像我一样,对酒吧问答版本感到满意。

声明:本站信息均由用户注册后自行发布,本站不承担任何法律责任。如有侵权请告知,立即做删除处理。
违法不良信息举报邮箱:rally510@qq.com