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宇宙万物的本质到底是什么？你我其实只是“能量包”？

发布者：名捕铁手 2023-9-13 01:29

当人类仰望星空的那一刻起，就开始不断寻找三个问题的答案：我是谁？我来自哪里？我将去往何处？

人类科学的整个发展史，都是围绕着三个问题展开的。

面对如此丰富多彩的世界，我们总是会有这样的疑问：万物都是由什么组成的？如果把一个物体无限分割下去，最终会得到什么呢？

早在两千多年前，古人就提出了“原子论”，认为万物都是由都是由不可再分的基本元素构成，不过这里的原子与如今我们所说的原子并不是一回事，但本质上都是不可再分的东西。

直到近代18世纪，科学家才首次在实验中证实了原子的存在，不过受限于实验仪器的限制，当时的人们对原子的认知还比较肤浅。

人们一开始认为原子就是不可再分的实心球模型，后来有了相对更深层的认知，比如说蛋糕模型，行星模型，波尔提出的能级模型，一直到电子云模型。

如今我们对原子结构有了更深的认知。原子由原子核和电子构成的，原子核由质子和中子构成，质子和中子都是由三个夸克构成的。

不过在19世纪之前，人们不但不了解原子内部结构，更不了解原子内部的运动。当时的人们一度认为由于电子带负电，原子核带正电，电子围绕原子核旋转，就像地球围绕太阳旋转那样。

但是按照经典力学的诠释，由于质子会产生电场，电子在电场中旋转的过程中轨道会越来越小，最终坠落到原子核上。

但现实中我们并没有发现电子发生坠落，电子一直都稳定在原子核外围。这也说明了经典力学存在瑕疵。

经过近百年的探索，量子力学横空出世，彻底颠覆了我们对经典世界的认知。在对微观世界不断探索的过程中，科学家们发现了很多基本粒子，还有它们之间的相互作用，总结出了自然界存在着四种基本作用力，分别是强力，弱力，电磁力和引力。

科学家们很早就发现电磁力需要在电磁场中传递的，因此受到启发，认为其他三种作用力也应该是通过某种“场”来传递的。

后来科学家们发现电磁力是依靠光子来传递的，也就是说，光子是电磁力的传播子。科学家们相信，其他三种基本作用力也有相应的传播子。并且做出这样的判断：有场的存在，不一定有传播子，但有传播子存在，一定会存在场。

之后科学家们有了更多的发现，知道光具有波粒二象性，事实上不仅仅是光子，电子等微观粒子都具有波粒二象性。波粒二象性是量子力学的固有属性，量子世界里的所有诡异现象其实都是波粒二象性的直接体现。

后来德布罗意提出了物质波的概念，认为不管是微观粒子还是宏观物体，其实都是物质波。

可以这样通俗理解。用电磁波举例子。电磁波其实就是能量，由电子跃迁的过程中辐射的能量，电子跃迁会辐射光子，也就是能量。电子带负电，运动就会产生变化的电场，进而产生变化的磁场，然后又会产生变化的电场，就这样不断循环，电磁场就不断地传播。

光其实就是电磁波。那么光是如何运动的呢？

根据波长的不同，电磁波可以分为很多种，比如说无线电波，微波，红外线，可见光，紫外线，X射线，伽马射线等。

无线电波长很长，两个波峰之间的距离很远，所以波动性并不明显，看起来更像是波。随着频率的增加，波长变短，比如说伽马射线，波长甚至比原子半径更小，两个波峰之间的距离更短，就更像粒子而不像波。

所以，通俗来讲，波长更长的电磁波更像波，而波长更短的电磁波更像是粒子。

其实你我本身也具有波粒二象性，只不过由于人体质量太大了，波动频率也很大，很难体现出波动性，也就是不确定性，结果只能体现为粒子性，也就是确定性，这也是为什么我们看到的宏观物体都是确定的，实实在在就在那里，而不会突然消失！

到这里还没有结束，我们已经知道光子，电子和夸克等是不可再分的基本粒子，但真的不可再分吗？或者说它们是不是也有自己的组成结构呢？

走在前沿的弦理论认为，压根就不存在任何基本粒子，所有的基本粒子其实都是能量的波动，这种波动就是所谓的弦，弦振动形式的不同，就会形成不同的基本粒子。

如果弦理论是正确的，意味着我们可以从更小的尺度来了解基本粒子的内部结构，一旦找到弦的振动规律，就能弄清楚基本粒子的生成机制，用简单的弦来描述繁杂的数量众多的基本粒子。

虽然粒子标准模型很好地对基本粒子进行了分类，但仍旧显得有些繁琐，而弦理论就显得简单多了，一个小小的弦就解决了一切问题。

也难怪弦理论会成为很多科学家追求的前沿理论，毕竟它让人类看到了大统一理论的可能性！

2019未来科学大奖地球

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