宇宙所有物質的本質到底是什麼?可能不是弦理論,而是能量片段

天空之城 2020/12/14 檢舉 我要評論

在兩千年前的古希臘,人們就開始思考物質的本質到底是什麼。自然界的物質五花八門,樹木、動物、岩石、空氣……它們難道就沒有共同之處嗎?

從五大元素到微觀粒子

古希臘人認為,世界上所有的物質,都有著相似的本質。他們相信,這些物質的本質無外乎有五種形態,分別是水、火、土、氣和乙太。其他的我們都熟悉,乙太到底是什麼呢?原來,乙太是亞里斯多德編出來的一種物質,分佈在天空之上,是光的傳播介質,也是我們能看見夜空中星星轉動的原因。

顯然,這種分類更偏向於哲學,而不是科學。到了19世紀, 英國化學家J.道爾頓在總結了以往人們的成果後提出了現代的原子學說。後來, 盧瑟福又進一步發現,原子還分為原子核和核外電子。後來,人們又發現了原子核內質子和中子的區分。到目前為止, 我們能夠證明的最小基本單位是誇克,包括中子和質子在內的所有重子都是由誇克組成的

這裡還有一個問題,那就是光。光是不是物質呢?

光的波粒二象性

從大約300年前開始,牛頓和胡克就因為這個問題爭論不已。牛頓相信,光是一種物質,有基本粒子。胡克則堅信光是一種波,通過振動來傳播。隨著胡克的去世和牛頓地位的不斷崇高,光的粒子假說越來越被人們廣為接受。直到湯瑪斯·楊和麥克斯韋出現,波動說才重新佔據上風。

(圖片說明:光的折射是波動性的典型表現)

這個問題最終還是被另一位大神——愛因斯坦解決,為了解釋光電效應,他提出了著名的光量子假說。在愛因斯坦的指示下,人類才意識到光的確具有量子和波動兩種性質,二者之間並不違背,這也就是所謂的 波粒二象性

同時,在最廣闊的宇宙尺度上,愛因斯坦用他的廣義相對論也進行了很好的解釋,讓人類重新認識了引力的本質。不過,在解釋這個問題的時候,愛因斯坦是採用了時空扭曲的方法來分析的。那麼,我們是否能夠從微觀粒子的角度,來解釋這些問題呢?

更基本的粒子?

來自于北卡羅來納州立大學的機械和航空航太工程教授Larry M. Silverberg為了解釋這個問題,提出了一種全新的假說。他們認為:宇宙中還有比波和粒子更加基本的組成結構。

通常我們認為,雖然波粒二象性遠不止是體現在電磁波上,但既然我們在討論粒子性和波動性,就是將二者區分開來進行看待。而Silverberg認為,二者之間的聯繫實際上比想像中要更加密切,甚至有著相同的本質,而且在邏輯上也是合情合理的。

他們將自己的目光鎖定在了能量上。

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