2019-02-24 由 千維解科 發表于資訊

物質是什麼？物質是如何產生的？為什麼會這樣產生？

看似很簡單的問題往往最難回答，讓我們一步一步來闡明這個問題。 你是由什麼做的？你是由物質構成的，物質是由分子構成的，分子是由原子構成的，原子是由基本粒子構成的。但是如果說基本粒子是最小的存在，那麼基本粒子又是有什麼構成的呢？要回答一個簡單的問題，就得從最簡單的開始說起。我們先來把宇宙清空，去除所有的物質、反物質、輻射、粒子等等等等，現在我們仔細來看看這個絕對的「空無」，「空無」是什麼？是我們所謂的真空嗎？這裡沒有原子，沒有物質，什麼都沒有，真的什麼都沒有嗎？「無」是萬物的根源，從某種意義上來說， 「空無」是一片浩瀚寧靜的海洋，當什麼都沒有發生時，海水靜止無波，但是任何細微的動靜都會引發壯觀的海浪。我們的宇宙與此十分相似，這樣的海水遍布我們的周圍，科學家稱之為「場」。這聽起來很令人陌生，我們以輻射為例，當激發所謂的電磁場時會產生一個小小的波動，這就是我們所說的光子。光子攜帶輻射，使我們看到光。不僅是光的產生，宇宙中所有的粒子都是這樣產生的。

任何一個構成物質的粒子都有場，並且按照他們自己的規則運動。除了電磁場外，宇宙中還充滿著電子場，在這當中產生的小波紋就是電子。宇宙中的各種「場」能夠產生17鐘不同的粒子，主要分為輕子、夸克和玻色子。輕子包含電子及其近親：μ介子和τ粒子各有一個相關的中微子。接著，我們來說夸克，夸克是粒子中的原子核家族，他們總是成雙成「隊」的結合在一起，形成質子和中子，從而構成原子核。總體來說，輕子和夸克是構成物質的粒子，他們構成了所有能被我們感知的東西，無論是呼吸的空氣，還是溫暖你的太陽，或者是面前這個你中在玩的手機或電腦。但是物質不僅僅是存在，它們也做事。從某種哲學意義來講，物質自身的屬性與它的存在本身一樣，而這裡就要提到場中的另一個角色玻色子。在物質場中產生夸克和輕子的同時，力場能夠產生玻色子，我們稱之為宇宙規則之力。目前人類發現了四種基本作用力：電磁力、重力、強、弱原子核力。

粒子就是構成遊戲世界的小零件，各種力則是運行的規則，它們決定了粒子們能夠做什麼以及怎麼做。就像象棋遊戲中，馬走日象飛田。而無質量的粒子只能以光速前進。而重力能夠吸引萬物，這些力是粒子們相互作用的規則，最終指引著它們構成我們所能感知的大千世界。

重力，它引導物質之間的相互作用，是行星和恆星出現在宇宙的原因。電磁力也不僅指的是「磁體之間相斥相吸」，它管控左右的原子鍵，從而形成各種各樣的分子。總之，力和粒子就像是「上帝」手中的玩具，而玻色子就像是信使，在二者之間往來，或者說聯結二者。力和粒子用玻色子來告知對方如何行動，每一個粒子都用幾套不同的作用力來與其他粒子相互作用。比如夸克之間是以「電磁力」和「強原子核力」相互結合，但是電子並不使用「強原子核力」，只使用「電磁力」。夸克之間交換膠子來相互吸引，同時，由他們構建的質子則與其攜帶的電子之間交換電磁力，因此，夸克被鎖在原子核中，而電子則被電磁力吸引在核外，從而構成原子。 宇宙有許多複雜現象的存在，比如生命、超新星，它們表面看起來很複雜，但是無限放大任何事物，你只會看到17鍾粒子在它們各自所屬的區域內進行著一場由四種基本作用力引導的遊戲。如此來講，以我們所能認知的最基本的形式，物質就是這個。這就是物理學家所謂的「粒子物理學標準模型」理論。