第十六章大统 一论【126】

第十六章大统 一论【126】

如今物理学已将物质的运动归因于物质间四种基本力作用的结果。而自然界的五花八门的力如果要终究细算的话,种类怕是数也数不过来。现在所归纳成的四种相互作用力为:最弱的引力;它和第二强的电磁力同属于长程力,只不过是电磁力还具有独特的异性相吸、同性相斥的性质;第三种是弱力,它是短程力;第四种是作用于原子核内部的最强的强力,同时也是在最短距离内相互作用的短程力。

但是这四种力当中,引力是服从于相对论的,它并不属于量子理论范畴。而其它三种力却又仅仅服从量子理论。并且各类物质粒子对以上四种力的反应往往不同,譬如电磁力仅仅对带电粒子起作用;弱力、强力又只在极短的距离内起作用等等。目前还只好针对不同种力的粒子,再分成各个类来建造统一场论。看似易实质难,物理界经过近百年,在数千年的经典物理基础上在这方面所作努力的成果,也不过仅仅如此,可见建立大统一论前途之遥。

如今在基本物质的研究中,“基本粒子”这个词是用以完全替代那道尔顿的不争气的、早就被砸得四分五裂的“不可再分割的原子”。如今几经磨难后对“基本粒子”的解释,应该不再用“不可再分割的粒子”而是那种解释为“尚未能发现内部结构的粒子”较为妥当。目前最基本的粒子主要有组成物质及传递相互作用力的两大类62种。其中组成物质的就有6种夸克及6种轻子共十二种。根据量子场论的观点,粒子是场的激发态。全部物质统一为实物粒子场和对应基本力的玻色子场。

爱因斯坦毕其后半生40余年努力而未成的,是在建立一个由电磁场和引力场两种长程力统一的理论——统一场论。爱因斯坦认为电力、磁力和重力是一个东西的三种表现;如同a2O有水、冰和水蒸气三态的表现。统一场论就是要把电力、磁力和重力联系在一起而成为宇宙中的一个基本的宇宙力场。也就是说这三个基本力互相演变从而决定着宇宙的性质,而宇宙中则充满着重力波及磁力线。他说实物所在地也就是场聚集之处,两者并无本质区别。

爱因斯坦对引力做出了几何性质的解释,无法使科学家们信服,因此他的统一场论没有成功。另外他的统一场论中缺少了弱力与强力这两大类,本身就是一种致命的不完备之学说。不过当时关于核力的知识也很缺乏,也就是说时机还没有成熟是根本原因。

另外,科学家们想建立起引力场的量子理论——“引力子”理论。而根据电磁场量子理论,物质间的相互作用:吸引或排斥,是通过交换电磁场量子——光子来实现的。由于电磁力和万有引力的共性:都是长程力并且与距离的平方成反比。接着人们通过类似的方法把引力场量子化,把引力场量子叫做引力子,引力子具有波粒两象性。引力场和其它场物质可互相转化。并且推测引力子质量为零、电荷为零。

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前沿物理暇想

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