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终极问题！东西是什么？

怪罗科普 2016-03-28 浏览84次

看似简单的问题往往最难回答。“东西”是什么？“事情”为什么会发生？又为什么会“这么”发生？
让我们一步步尝试看这个问题吧，你是什么做的？你是物质做的，物质是分子做的，分子是原子做的，而原子是“基本粒子”做的。如果说“基本粒子”是最小的存在，那它们又是什么做的呢？

要回答这个简单的问题，就要简单来看。把整个宇宙清空，赶走所有物质、反物质、辐射、粒子，等等。看看“什么都没有”是什么吧，“什么都没有”是什么？是所谓的“真空”吗？原子、物质什么的都没有！真的是空的吗？不过，“什么都没有”是万物存在的基础。在某种意义上，“什么都没有”就像是一片浩瀚平静的海洋。虽然在“什么都没有”的时候，水是静止的，但一点波动就能引发壮观的波浪。
我们的宇宙就像这样。“水面”到处都是，被物理学家们称为“场”。“场”可能令人感觉稀奇古怪，但想想辐射，当所谓的“电磁场”被激发，就会产生一个小小的“波动”，就是我们所说的“光子”。这种粒子带有辐射，让我们看到“光”。不仅光，宇宙中的所有粒子都是这样。每一种粒子都有自己的“场”，按自己的规则运作。比如说，除了“电磁场”以外，宇宙中还充满著“电子场”，其中的“波澜”就是电子。

宇宙中总共有十七种不同的粒子，主要分为三类：轻子、夸克和玻色子。轻子包含电子及其近亲：μ介子和τ介子，它们各有一种相关的中微子。然后就是夸克，夸克组成原子核，它们成对或组地绑在一起，形成中子和质子，也就是原子核。一起来说，轻子和夸克就是“物质”的粒子，它们组成你看得见的万物，你所呼吸的空气、温暖你的太阳和令你分心的电脑。
不过“东西”不仅仅是“存在”；它们也会“做事”。从某种哲学意义上来说，“东西”的“性质”与“东西”的“存在”一样重要，这就需要提到玻色子了。夸克和轻子都由“物质场”组成，但玻色子由“力场”组成，“力”就是我们所说的“宇宙法则”。迄今为止，人们已经发现了4种“基本力”：电磁力、万有引力以及强、弱核力。这些力就是“宇宙”游戏的规则手册，它们告诉各种粒子“做”什么事、怎么去“做”。就像象只能打斜行走，无质量粒子以光速前进，正如马可以跳跃棋格，万有引力吸引不同物体，这些基本作用力就是粒子“互动”的规则，指引著大量粒子凝结成我们看到的大千世界。

万有引力说的不是“地球绕着太阳转”或者“苹果从树上掉下来”，而是“物质都互相吸引”，从而产生行星和恒星。电磁力造就的也不仅是“磁铁相斥或相吸”或“电流让灯泡亮”，而是支配各种原子键，让原子形成分子。一起来说，粒子和力就像是“存在”的“小小建筑师”玩具。玻色子就像是信使，在物质粒子之间游走，或者说，连结它们，它们告诉物质粒子如何移动。
每一个粒子都用不同的力来与其他粒子“互动”，比如说，夸克就会使用强核力和电磁力，但电子不会使用强核力，就只会使用电磁力。夸克利用强核力的波色子来吸引和绑定其他夸克，形成质子，质子又与电子交换光子（电磁力玻色子）来互相绑定。结果，夸克被锁在原子核中，电子就在核外靠电磁力组成原子。
即使宇宙有很多复杂的现象，比如生命、超新星和电脑，虽然令人眼花撩乱，但你只要尽管放大，就会发现它们不过是十七种源自场的粒子，进行着一场只有4条规则的游戏。

总的来说，以我们知识的限度，“东西”就是这样，这套理论就是物理学家们所说的“标准模型”(Standard Model of Particle Physics)。你不过是宇宙之洋的小小波澜，由能量激发，以创造宇宙规则的力为向导。不过为什么？力又是什么东西？。探索这些之前，我们还需要厘清多几个“简单的问题”……