亞原子粒子可分為兩大類:輕子和夸克??淇藳]有被發(fā)現(xiàn)單獨(dú)存在,而是兩個(gè)或三個(gè)地在一起。夸克的電荷是分?jǐn)?shù)的。一切普通的物質(zhì)都是由Ⅰ層面的粒子構(gòu)成的。Ⅱ?qū)用婧廷髮用嫠坪跏洽駥用娴暮?jiǎn)單復(fù)制,其中的粒子是高度不穩(wěn)定的??赡苌杏形窗l(fā)現(xiàn)的層面。 還為了理解超對(duì)稱,我們就得說說物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)分析的另一個(gè)大線索:力。不管粒子動(dòng)物園有多么紛壇復(fù)雜,其中看來只有四種基本的力:引力,電磁力(因與日常生活密切相關(guān)而廣為人知),弱作用力和強(qiáng)作用力。中子和質(zhì)子之間的強(qiáng)力,當(dāng)然不可能是基本力,因?yàn)橹凶雍唾|(zhì)子本身就是復(fù)合物而不是基本粒子。當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子相互吸引時(shí),我們實(shí)際上看到的,就是六種夸克相互作用的合力。這有兩個(gè)原因。第一,夸克有三色,而電荷卻只有一種,于是,與一種光子相對(duì)應(yīng)的就是八種不同的膠子。第二,膠子也有顏色,因而彼此也有很強(qiáng)的相互作用,而光子不帶電荷,彼此間又是那么不相干。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 20多年前,某些富有遠(yuǎn)見的理論物理學(xué)家突然想到,大自然有四種基本力,這數(shù)目似乎太多了。很可能這四種基本力并不是真正獨(dú)立的。麥克斯韋在19世紀(jì)60年代提出了一個(gè)數(shù)學(xué)式,使 電力和磁力統(tǒng)一于一個(gè)單一的電磁場(chǎng)理論。很可能還會(huì)有進(jìn)一步的綜合。 一種徘徊不去的難以解決的數(shù)學(xué)問題更推動(dòng)了某些理論物理學(xué)家作如是想。但同一個(gè)數(shù)學(xué)特技對(duì)其他三種力卻不靈。人們希望,通過某種方式把電磁力和其他三種基本力結(jié)合進(jìn)一個(gè)單一的描述式,這一個(gè)單一的描述式所具有的數(shù)學(xué)溫順性會(huì)消解電磁力之外的其他三種力,使人們能夠得出一個(gè)可以理解的算式。 實(shí)現(xiàn)這一宏偉目標(biāo)的第一步是斯蒂芬·溫伯格和阿布杜斯·薩拉姆在1967年邁出的。他們成功地改造了電磁力和弱作用力的數(shù)學(xué)表達(dá)式,使這兩種力被結(jié)合進(jìn)一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)表達(dá)式之中。他們的理論表明,我們通常之所以把電磁力和弱作用力看成是不同的力(確實(shí),二者在性質(zhì)上顯著不同),是因?yàn)樵谖覀儸F(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)中所利用的能量極低。當(dāng)然,這里所說的“低”是相對(duì)而言:現(xiàn)在的加速器可以給一次對(duì)撞足夠大的能量,假如這能量不是加在一個(gè)質(zhì)子上而是加在一個(gè)臺(tái)球上的話,釋放出來的能量就會(huì)為一個(gè)普通人家提供幾百萬年之需!不過,溫伯格—薩拉姆理論有一種內(nèi)含的能量單位,這種單位的能量只是到了現(xiàn)在才能由現(xiàn)有的技術(shù)達(dá)到。上面所說的現(xiàn)行實(shí)驗(yàn)所利用的能量“低”,也是與這種單位相對(duì)而言的。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 在20世紀(jì)70年代,實(shí)驗(yàn)的證據(jù)慢慢積累起來,情況變得有利于溫伯格—薩拉姆理論。1980年,他們?yōu)樵诮y(tǒng)一力研究方面的工作獲得了諾貝爾獎(jiǎng)。1971年就已經(jīng)證明,那令人頭痛的無窮可以象所希望的那樣,在一個(gè)統(tǒng)一式中被掃除,物理學(xué)家們開始談?wù)摯笞匀坏娜N而不是四種基本力了。 那令人頭痛的無窮之所以能被掃除,其主要原因是在統(tǒng)一力的理論中出現(xiàn)了更加抽象的對(duì)稱群。人們?cè)缇椭?,麥克斯韋優(yōu)美的電磁理論之所以有力量,之所以優(yōu)美,在很大程度上要?dú)w功于該理論的數(shù)學(xué)描述中所顯示出來的平衡和對(duì)稱。統(tǒng)一力的理論中又來了平衡,這平衡被稱作規(guī)范對(duì)稱,是一種抽象的平衡。但這種平衡能讓人想起日常生活中的事。 可以用攀登斷崖的例子來說明規(guī)范對(duì)稱。從崖底攀到崖頂要耗費(fèi)能量。但是,由下往上攀登有兩條途徑。一條較短,是垂直著直接登上崖頂;再一條較長(zhǎng),是順著較緩的坡道登上崖頂。這兩條途徑哪一條更有效率呢?(見圖24)回答是:兩條途徑都要耗費(fèi)相同的能量(在這里,我們對(duì)諸如摩擦之類不相關(guān)的復(fù)雜情況忽略未計(jì))。實(shí)際上很容易證明,攀登崖頂所需的能量是與所選用的途徑完全無關(guān)的。這,就是規(guī)范對(duì)稱。 上面所舉的例子說的是引力場(chǎng)的一個(gè)規(guī)范對(duì)稱,因?yàn)槟阋噬涎马?,必須克服的是引力。?guī)范對(duì)稱適用于電場(chǎng),也適用于與電場(chǎng)類似但更為復(fù)雜的磁場(chǎng)。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 現(xiàn)已證明,電磁場(chǎng)的規(guī)范對(duì)稱是與光子沒有質(zhì)量的特性密切相關(guān)的,同時(shí),也是使統(tǒng)一力理論避開災(zāi)難性的無窮的一個(gè)關(guān)鍵性因素。溫伯格和薩拉姆終于馴服了弱力,使之與電磁力合并起來。 物理學(xué)家們受到統(tǒng)一規(guī)范理論成功的鼓舞,把注意力轉(zhuǎn)向了另一種核力——夸克間的色動(dòng)力。不久之后,就提出了色規(guī)范理論,接著,有人便試圖將弱力和色動(dòng)力統(tǒng)一到一個(gè)“大統(tǒng)一理論”(GUT)中去,辦法是使用更大的規(guī)范對(duì)稱將所有的其他對(duì)稱包容在一個(gè)規(guī)范對(duì)稱之中。目前,估價(jià)GUT的成就還為時(shí)尚早,但至少它所作的一個(gè)預(yù)測(cè)——經(jīng)過無限長(zhǎng)的時(shí)間之后,質(zhì)子可能會(huì)很不穩(wěn)定并自發(fā)地衰變——現(xiàn)在正有人進(jìn)行檢驗(yàn)。 但是,引力仍是沒有就范。無窮的難題報(bào)復(fù)性地纏住引力不放?,F(xiàn)在,物理學(xué)家越來越傾向認(rèn)為,只有在包含了某種超對(duì)稱的一種超統(tǒng)一理論中,這一難題才會(huì)獲得解決。一大群數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家正在為創(chuàng)制一個(gè)這樣的理論而奔忙。這一理論的目標(biāo),是那不可抗拒的統(tǒng)一場(chǎng)理論的夢(mèng)想——一個(gè)單一的力場(chǎng),涵蓋大自然的所有的力:引力,電磁力,弱作用力和強(qiáng)作用力。但是,這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。量子粒子和作用于這些粒子之間的力表明,任何一種力的理論同時(shí)也是一個(gè)粒子的理論。那么,超統(tǒng)一理論也應(yīng)當(dāng)能完全描述一切夸克和輕子,解釋為什么在表1中有三個(gè)層面的粒子。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 有人說,要是真能達(dá)到這個(gè)令人目眩的目標(biāo),也就是達(dá)到了基本物理學(xué)的頂點(diǎn),因?yàn)橄蟪y(tǒng)一理論這樣的一個(gè)理論能夠解釋一切物質(zhì)的行為和結(jié)構(gòu)——當(dāng)然,是以一種還原論的方式進(jìn)行解釋。有了超統(tǒng)一理論,我們就能夠用一個(gè)方程式,用一種宇宙的總公式把大自然的一切秘密都寫下來。這樣的一個(gè)成就會(huì)證實(shí)人們長(zhǎng)久以來所寵愛的信仰——宇宙是按照一個(gè)單一的、質(zhì)樸的,具有驚人的優(yōu)美的數(shù)學(xué)原理運(yùn)行的。約翰·惠勒下面的話,就表達(dá)了人們要達(dá)到這一最終目標(biāo)的迫切心情:“總有一天,有一扇門肯定會(huì)開啟,顯露出這個(gè)世界的閃閃發(fā)光的中心機(jī)制,既質(zhì)樸,又優(yōu)美。” 我們離這智慧的極樂世界還有多遠(yuǎn)呢?理論物理學(xué)家們現(xiàn)在正把他們的希望押在一套理論上。這套理論的名稱叫超引力。這套理論的關(guān)鍵是一種奇異的超對(duì)稱,這超對(duì)稱被描述為時(shí)空的平方根。它的意思是,假如兩個(gè)超對(duì)稱運(yùn)算式相乘,你就會(huì)得到一個(gè)普通的幾何對(duì)稱運(yùn)算,如空間中的移動(dòng)。 乍看之下,這種抽象似乎沒有什么大用處,但仔細(xì)分析就可以看到,超對(duì)稱與一個(gè)粒子可能具有的最基本的屬性之一——旋轉(zhuǎn)——有著密切的關(guān)系。人們發(fā)現(xiàn),所有的夸克和輕子都以一種頗為神秘的方式旋轉(zhuǎn)。我們現(xiàn)在且不去管它如何旋轉(zhuǎn)。我們要關(guān)心的是,那些“信使”粒子——膠子、光子、還有引力和弱力的相應(yīng)的粒子——或者是不旋轉(zhuǎn),或者是以一種正常的而不是神秘的方式旋轉(zhuǎn)。超對(duì)稱的意義就在于,它把以神秘的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的粒子和其他的粒子聯(lián)系了起來,正如同位旋對(duì)稱把質(zhì)子和中子聯(lián)系起來一樣。于是,超對(duì)稱的運(yùn)作能把一個(gè)旋轉(zhuǎn)的粒子變成一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的粒子。當(dāng)然,這里所說的“運(yùn)作”指的是數(shù)學(xué)步驟。實(shí)際上,把一個(gè)旋轉(zhuǎn)的粒子變成一個(gè)不旋轉(zhuǎn)的粒子是不可能的,正如你不能把你的左手變成右手一樣。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 通過把引力理論置于超對(duì)稱的構(gòu)架之中,引力的信使粒子(稱作引力子)就獲得了以一種“好玩的”方式旋轉(zhuǎn)的同伴粒子(稱作gravitinos),以及其他的粒子。這么多種類的粒子進(jìn)入超引力理論,這就有力地表明,那可怕的無窮難題被壓下去了,而且,到目前為止利用這一理論進(jìn)行的一切具體運(yùn)算得出的結(jié)果都是有窮的。 在最為人們看好的一種超引力理論中,整個(gè)的粒子大家族的成員總數(shù)不超過70。這種理論所包含的許多粒子都能夠被認(rèn)定就是現(xiàn)實(shí)世界中已知的粒子。對(duì)此看法,有人提出了反對(duì)意見,認(rèn)為物質(zhì)的結(jié)構(gòu)沒有比夸克更低的層面了,夸克的世界已經(jīng)是原子核的大了模糊不清的東西,在這一尺度上談?wù)撌裁礀|西存在于什么東西“之內(nèi)”就變得無意義了。因此,關(guān)于是否還有更基本的物質(zhì)單位的研究工作仍在進(jìn)行。 我希望,我對(duì)物理學(xué)家們正在進(jìn)行的揭示物質(zhì)終極結(jié)構(gòu)的工作所做的簡(jiǎn)略介紹,至少能讓大家多少對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)研究有點(diǎn)認(rèn)識(shí)。物理學(xué)家對(duì)待其研究對(duì)象的態(tài)度近乎敬畏,因?yàn)樗麄兛偸鞘芤环N信仰的支配,這就是,大自然是由數(shù)學(xué)的優(yōu)美和質(zhì)樸統(tǒng)治的;通過深入探究物質(zhì)的結(jié)構(gòu),大自然的統(tǒng)一性將會(huì)顯明出來。迄今為止的一切經(jīng)驗(yàn)表明,所探尋的系統(tǒng)越小,所發(fā)現(xiàn)的原理就越一般。按照這一經(jīng)驗(yàn)來看,被我們偶然發(fā)現(xiàn)的世界的復(fù)雜性,在很大程度上純是我們的物質(zhì)取樣系統(tǒng)的能量相對(duì)較低的結(jié)果。人們相信,隨著取樣系統(tǒng)的能量越來越高,大自然的統(tǒng)一性和質(zhì)樸性也會(huì)變得越來越顯明。這也就是為什么這么多的人力物力被投入建造超高能粒子加速器的緣故。人們想通過超高能粒子加速器闖進(jìn)那質(zhì)樸的狀態(tài)去探尋究竟。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 然而,曾經(jīng)有過那么一個(gè)時(shí)期,當(dāng)時(shí),這種質(zhì)樸的狀態(tài)被大自然探尋過。那時(shí),宇宙在大爆炸中誕生還沒有一秒,當(dāng)時(shí)的溫度高達(dá)1027度,正好可以用作探尋原初質(zhì)樸狀態(tài)所需的能量。這一段時(shí)間,物理學(xué)家們稱之為大統(tǒng)一時(shí)代,因?yàn)楫?dāng)時(shí)的物理正是受基本力的大統(tǒng)一理論的過程支配的。我們?cè)诘谌吕锼岬降闹陵P(guān)重要的非平衡就是在當(dāng)時(shí)確立的,而有了那種非平衡,才導(dǎo)致了物質(zhì)稍稍多于反物質(zhì)。后來,隨著宇宙的冷卻,原初的統(tǒng)一力也分化為三種不同的力——電磁力,弱作用力,強(qiáng)作用力。這些力都是我們?cè)谙鄬?duì)冷卻下來的宇宙中所看到的。 今天的復(fù)雜的物理,是由原初大爆炸火焰構(gòu)成的質(zhì)樸的物理冷卻而成的。這種看法,倒是美妙而吸引人。大自然的最終原理,也就是惠勒所孜孜以求的“閃光的中心機(jī)制”,我們因能量不足而難以窺見。假如人們追蹤到大統(tǒng)一時(shí)代以前的那些時(shí)期,追到離時(shí)間起始處更近、溫度更高的地方,就可以找到超引力了。超引力所代表的,就是存在的起始,在起始之處,時(shí)間和空間同基本力都結(jié)為一體。大多數(shù)物理學(xué)家認(rèn)為,時(shí)空的概念在超引力時(shí)代之內(nèi)是不能用的。實(shí)際上,有跡象顯示,時(shí)間和空間也應(yīng)被看作是兩種場(chǎng),這兩種場(chǎng)本身也是先幾何元素組成的原初湯“冷卻”而成的。因而,在這超引力的時(shí)代中,大自然的四種力是渾沌一體的,而時(shí)空則尚未成一個(gè)象樣子的形。當(dāng)時(shí)的宇宙只是一堆超質(zhì)樸的元件,是一些上帝用以造出時(shí)間、空間和物質(zhì)的原料。 描述了物理學(xué)關(guān)于基本力研究的新近進(jìn)展。這些進(jìn)展已使人們以全新的觀點(diǎn)看待大自然。這種觀點(diǎn)的影響在物理學(xué)家和天文學(xué)家中間迅速擴(kuò)大。現(xiàn)在,人們已開始把宇宙看成是由質(zhì)樸的東西冷卻而生成的復(fù)雜的東西,頗象是渾然無形的海洋凍成了姿態(tài)各異的浮冰??茖W(xué)家們有一種感覺,這就是宇宙學(xué)的研究課題和人們對(duì)物質(zhì)當(dāng)中的基本力的研究正在為宇宙提供一個(gè)統(tǒng)一的描述。在這種描述中,物質(zhì)的極微結(jié)構(gòu)與宇宙的總體結(jié)構(gòu)緊密聯(lián)系在一起,兩種結(jié)構(gòu)都以一種微妙而復(fù)雜的方式影響著彼此的發(fā)展。 所描述的物理學(xué)的一系列成功,無疑代表了以還原論理論為其基礎(chǔ)的現(xiàn)代物理學(xué)思想的一個(gè)勝利。物理學(xué)家們?cè)噲D把物質(zhì)還原為最終的構(gòu)件——輕子、夸克、信使粒子——從而得以瞥見那基本的定律。而正是那基本的定律控制著形成物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和行為的力量,從而能夠解釋宇宙的很多基本特點(diǎn)。 盡管如此,以這種方式追尋某種已被感覺到的終極真理是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。我們?cè)谇懊娴膸渍吕锟吹剑€原論不能夠解釋很多明顯的具有整體性特征的現(xiàn)象。例如,我們不能用夸克來理解意識(shí),活的細(xì)胞,甚至也不能以之理解諸如龍卷風(fēng)之類的無生命的系統(tǒng)。否則,一定會(huì)鬧出笑話的。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 當(dāng)一個(gè)物理學(xué)家說,質(zhì)子是由夸克“組成的”時(shí),他的本意并非如此。比如,我們說一個(gè)動(dòng)物是由細(xì)胞組成的,或一個(gè)圖書館是由書組成的時(shí),我們的意思是說我們可以拿來一個(gè)細(xì)胞或一本書,或從那較大的系統(tǒng)那里隨便拿來什么東西,進(jìn)行孤立的研究。但夸克卻不是這樣。就我們所知,不可能真地拆開質(zhì)子拿出夸克來。 然而,拆開有著輝煌的歷史。拆開原子現(xiàn)在已成了家常便飯;原子核敲開較難,但在高能的沖擊下也會(huì)分裂。這或許意味著用高速粒子轟擊質(zhì)子或中子,將會(huì)把質(zhì)子或中子粉碎為夸克。然而,實(shí)際情況卻不是這么回事。一個(gè)極小的高速電子會(huì)穿過質(zhì)子的內(nèi)部,將其中的一個(gè)夸克猛烈地彈開,從而使我們確信質(zhì)子內(nèi)部的什么地方確有夸克。但是,若打擊質(zhì)子的不是小小的電子,而是一個(gè)大錘,即另一個(gè)質(zhì)子,那么,我們就不會(huì)在質(zhì)子的碎片中看見夸克,而只能看見更多的強(qiáng)子(質(zhì)子、介子等等)。換言之,夸克從不孤立地出現(xiàn)。大自然似乎只準(zhǔn)許夸克以集體的面目出現(xiàn),出現(xiàn)的時(shí)候總是2個(gè)2個(gè)或3個(gè)3個(gè)地在一起。 因此,當(dāng)物理學(xué)家說質(zhì)子是由夸克組成的時(shí),他的意思并不是說這些神秘的夸克可以單獨(dú)地顯現(xiàn)出來。他只是指一個(gè)描述層面,這一層面比質(zhì)子層面更基本。管從某種意義上說,質(zhì)子是合成的,不是基本的;但質(zhì)子由夸克的合成與圖書館由圖書的合成不是一碼事。 這是因?yàn)?,沒有哪種亞原子粒子(不管是夸克還是什么別的基本粒子)是貨真價(jià)實(shí)的粒子。實(shí)際上,亞原子粒子可能連“東西”都算不上。這就使我們又一次認(rèn)識(shí)到,所謂物質(zhì)是某某粒子的集合這種描述,實(shí)際上必須被看作是由數(shù)學(xué)所確定的描述層次。物理學(xué)家對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的精確描述只能通過抽象的高等數(shù)學(xué)來進(jìn)行,而人們只有認(rèn)識(shí)到這一背景,才能明白還原論所說的“由…組成”的真正含義。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 海森堡的測(cè)不準(zhǔn)原理的一個(gè)方面,很好地說明了量子因素給研究“什么是由什么組成的”這一課題帶來的困難。但這次的二象性,不是波粒之間的二象性,也不是運(yùn)動(dòng)與位置的二象性,而是能量與時(shí)間之間的二象性。能量與時(shí)間這兩個(gè)概念處于一種神秘莫測(cè)的對(duì)立關(guān)系之中:你知道了一個(gè)就不知道另一個(gè)。因而,哪怕在一個(gè)很短的時(shí)間內(nèi)觀察一個(gè)系統(tǒng),其能量也有可能發(fā)生巨大的起伏。在日常的世界里,能量總是守恒的。能量守恒是經(jīng)典物理學(xué)的柱石。但在量子微觀世界里,能量可能以自發(fā)的、不可預(yù)測(cè)的方式不知從哪里冒出來,或消失在哪里。 當(dāng)考慮到愛因斯坦著名的E=mc2的公式時(shí),量子能量的起伏就變成了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。愛因斯坦的公式說的是,能量和質(zhì)量是相等的,或者,能量能夠創(chuàng)造物質(zhì)。這已在前幾章里討論過了。不過,那幾章里所說的能量來自外部。這里,我們想討論一下,在沒有外部能量輸入的情況下,物質(zhì)粒子如何能從量子能量的起伏中被創(chuàng)造出來。海森堡的原理頗象個(gè)能量庫。能量可以短期借用,只要迅速歸還就行。借用期越短,可借用的量就越大。 比如在微觀世界中,一次突然的能量起伏可能使一個(gè)正負(fù)電子對(duì)在短期內(nèi)出現(xiàn)又消失。這正負(fù)電子對(duì)的短暫存在,就是由海森堡式的借貸維持累加起來的效果,就使空無一物的空間有了某種變換的質(zhì)地,盡管這是一種模糊的、不實(shí)在的質(zhì)地。亞原子粒子就必須在這不停運(yùn)動(dòng)的海洋中游動(dòng)。不僅電子和正電子,而且質(zhì)子和反質(zhì)子,中子和反中子,介子和反介子,總之,大自然的所有粒子都是這么動(dòng)蕩不安。 從量子的角度來看,一個(gè)電子不僅僅是一個(gè)電子。變換能量的花樣在其周圍閃爍著,不知什么時(shí)候突然促成了光子、質(zhì)子、介子、甚至其他電子的出現(xiàn)??傊?,亞原子世界的一切都附著在電子上,象是電子穿上了看不見摸不著的、轉(zhuǎn)瞬即逝轉(zhuǎn)瞬又來的一件大衣,或者說,象是幽靈一樣的群蜂嗡嗡地圍著中間的蜂巢飛翔,構(gòu)成了蜂巢的覆蓋物。當(dāng)兩個(gè)電子相互靠近時(shí),它們的覆蓋物也糾纏在一起,于是,相互作用就發(fā)生了。所謂的覆蓋物,只不過是將先前被看作是力場(chǎng)的東西加以量子的表達(dá)罷了。 編輯 請(qǐng)點(diǎn)擊輸入圖片描述 我們永遠(yuǎn)也不能將電子跟其所帶有的幽靈粒子分離開來。當(dāng)有人問“什么是電子”時(shí),我們不能說電子就是那個(gè)小粒子;我們必須說電子是不可分離的一整串東西,包括跟它在一起的產(chǎn)生力的幽靈粒子。這里也有一種怪圈:力由粒子產(chǎn)生,而被產(chǎn)生的力又產(chǎn)生力…。 而對(duì)光子這樣的粒子來說,這種怪圈意味著光子可以展現(xiàn)出很多不同的面孔(faces)。通過借入能量,它可以暫時(shí)變成一個(gè)正負(fù)電子對(duì),或一個(gè)正反質(zhì)子對(duì)。已有人進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),試圖看到光子是如何變成正負(fù)電子對(duì)或正反質(zhì)子對(duì)的。但是,人們又一次發(fā)現(xiàn),要想從這種錯(cuò)綜復(fù)雜的變化中分離出來“純”光子是不可能的。 就大多數(shù)不穩(wěn)定而且壽命又極短的粒子來說,已難以說清哪些是“實(shí)海森堡原理造成的正負(fù)電子對(duì),其壽命也跟ψ粒子差不多。誰能說前者是實(shí)在的,后者只是個(gè)幽靈呢? 一些年前,一位叫杰弗里·邱的美國物理學(xué)家把亞原子世界中的這種閃爍不停的變幻比作一個(gè)民主政體。我們不可能抓住一個(gè)粒子,說它就是某某實(shí)體。我們必須把每一個(gè)粒子看成是在一個(gè)沒有終結(jié)的怪圈中由所有的其他粒子組成的。沒有哪一個(gè)粒子比其他任何粒子更基本。(這就是我們?cè)诘谒恼吕锖?jiǎn)短地提到過的“拽靴襻”。) 我們將會(huì)看到,物質(zhì)的本性在其量子論方面具有強(qiáng)烈的整體論的味道:物質(zhì)的不同層面的描述是相互連鎖的,一切東西都是由另外的一切東西組成的,然而一切東西同時(shí)又顯示出結(jié)構(gòu)的等級(jí)次序。物理學(xué)家們就是在這無所不包的整體性中追尋物質(zhì)的終極成分,追尋終極的、統(tǒng)一的力。 獨(dú)立學(xué)者,科普作家靈遁者整理提供。 |
|