主题:【周末来思考一下科学问题】分子原子质子中子电子... -- 月色溶溶
其实我一直觉得物理做到一定程度就是艺术,虽然物理这艺术当代可能毫无用途,但到了将来谁知道呢?
就像是数学家给出一个公式,谁知道将来能用到高能物理上,而高能物理又用它做了很多造福人类的事情。
首先,我们常说的质子和电子,指的是带正电的质子和带负电的电子,这是我们地球上最常见的东西。这些我们常见的,带正电的质子,彼此应该都是相同的。同样的,带负电的电子,彼此也是相同的。中子彼此也是相同的。
当然,自然界中存在带负电的质子和带正电的电子,也就是反质子和反电子,只是地球上很难碰到。反质子和带正电的质子当然有所区别。
说到划分的问题,质子和电子还有所区别。目前的理论认为质子是可以继续分的。准确的说,质子由夸克组成。同时,目前的理论仍然认为电子是没有结构的点粒子,也就是说,电子不能分。当然,这只是目前的理论。
至于继续分下去,我们的世界是什么样子的,目前我们并不清楚。目前人们想无非三种可能,一是存在最基本的不可以细分的结构,分到一定程度就不能再分了。二是能不穷无尽的分下去。三是“自举靴袢”,就是说发现所有物质都由A和B组成,而B由A和C组成,而C由A和B组成...如此循环往复。需要指出的是,即便第一种可能性成立,世界存在最基本的结构,这个“最基本的结构”,恐怕也要包含若干种而不是单一的一种基本粒子。就好像夸克和电子都是目前已知的最基本的结构,但是二者不能互相取代一样。
最后说一下所谓的毛粒子。这个事情看来在大众中还存在一点误解。毛泽东在和物理学家谈话的时候说过,他相信世界能无穷无尽的分下去,也就是相信上述第二种猜想。但是毛本人不是物理学家,他的说法只是个人的信仰。我们每个人,如果愿意的话,都可以采信上述三个说法中的一种,但这个采信的行为不是科学研究。后来好象是巴基斯坦物理学家萨拉姆吧,我记不清了,建议把一种新发现的粒子命名为毛粒子,以纪念毛的这个说法。这个做法当然可以理解。但是需要指出的是,这个粒子既不是毛发现的,也不是毛预言的。毛本人不搞物理。我从大学本科阶段开始,就听到有物理学以外的人士言之凿凿的宣称毛“用哲学推导出了一种新粒子”。我希望这类误解能尽早消除。
又觉得既然可以再分,那分到一定程度,它是可能再也分不下去了啊,想要再砍也没那么小的刀了...
我决定相信分到最后不可再分会出现.
可惜科学家也没一定的说法.很多事情都一样,到最后,看你自己相信什么,没有标准答案.
现在分基本粒子,在实验上,也不是靠刀子切的。是靠把两个粒子碰撞,打碎的办法。如果有两个粒子A和B,A又由a和b绑在一起组成,那么理论上说,只要把A和B加到足够高的速度,让二者相撞,那就总能实现
A+B->a+b+B
的过程。于是观测碰撞后的产物,我们就能得到a和b了。
问题是,实现这个过程的条件,也就是A和B要加速到什么程度才能在碰撞中被打碎,取决于a和b捆绑的松紧程度。捆的越紧,打碎需要的速度就越高,实验就越难作。
另外,从理论上说,现有的理论,确实还没有很好的把几种相互作用统一起来。但是今后肯能会有这样的理论,也就是所谓的终极理论,能把一切统一的很好,同时跟实验吻合的也很好。于是物质组成的问题也就彻底解决了。这样的理论一直是物理学家的追求。
是有新东西被发现的意思?
掷骰子。
不要说我们这些普通人,就是物理学家们,如果不是搞理论物理弦论这一块的,恐怕也好不到哪里去,毕竟隔行如隔山。超弦理论对数学的要求太高,这行里的大牛Witten在90年得的可是数学的菲尔兹奖。老老实实承认自己看不懂,总比乱说物理学是玄学要好。
我想对于我们受过大学教育的普通人来说,能够分辨哪些知识是已有定论比较可靠的,而哪些是尚处于研究探索阶段所以不怎么靠谱,有这样的能力就算不错的了。只不过现在流行的是胡侃,对时政之类的问题也就罢了,连物理学这样专门的学问也敢乱说,真可谓是无知者无畏。
回到你提的问题的第一部分,全同粒子不可分辨,这个是已有定论的。这不仅仅是因为我们无法对全同粒子做标记,更主要的是,对于同种的原子,电子,(或者中 子,质子,夸克等等)我们能够描述它们的,只有它们的量子态,量子态一样,就是不可分辨的。这个概念最早由玻色提出,经过爱因斯坦的推广,以及其他物理学 家的工作,现在已经是量子统计力学的基础。具体的说,具有整数自旋的,被称为玻色子,服从玻色-爱因斯坦统计;具有半整数自旋的,被称为费米子,服从费米- 狄拉克统计。经过科学家们几十年的努力,现在已经能从实验上验证玻色-爱因斯坦统计了,就是前面提到的科学松鼠会的“[凝]最冷的,最凝聚” 。
至于问题的第二部分,我想就不要太纠结了。有些自然科学、数学上的问题,看似简单,但要找到它们的答案,却是非常艰难的。比方说广为国人所知的歌德巴赫猜想,问题简单到连一个中学生都能看懂,但想要证明这个猜想所需要的背景知识岂是一般人所能掌握的?而这类问题恰恰是民科们的最爱,现在有了网络,更是热闹了,难怪COO要说“这就给了无数宗教生和科学理论存的机会。”不知道这幢楼里的河友们有没有看出话里的讽刺和嘲弄意味。
这些问题虽然艰难,有的甚至上百年都未得到解决,并不是科学家们不努力,只是从另一个侧面反映了问题的艰难程度。科学就是由这些非凡的人们薪火相传,前赴后继,不断开拓所推动的。就拿前面提到玻色-爱因斯坦凝聚来说,从概念的提出到被验证,前后经历了七十年,应该说问题本身并不算难,但所需要的实验技术直到上个世纪九十年代才逐渐完善起来。朱棣文,Claude Cohen-Tannoudji 和 William D. Phillips 因为发展了用激光冷却和捕获原子的方法,而获得了1997年诺贝尔物理学奖。因此我们对从事这些工作的科学家们,无论他们成功与否,保持应有的敬意。而动辄就说科学家们该做什么不该做什么,是非常无知和无礼的。
另外MM说想来想去,总超不过科学家们已经想到的范围,你倒不妨这样看,能够和这个地球上最有智慧的脑袋想到一块去,说明自己也非常聪明。如果MM能早生七十多年,赶在玻色之前给爱因斯坦写封信,提提基本粒子是否都是相同的,没准我们现在就要说“月色-爱因斯坦凝聚”了呢。这可是能和获诺贝尔奖相比的荣耀,你不妨找找看,有多少科学术语是有华人名字的呢?(搞笑,MM莫怪)
横线加上大于号,组合起来就是个右箭头。
表示“变成”的意思。碰撞前是A和B,碰撞后成了a,b,B。也就是说,碰撞前a和b是捆在一起的,碰撞后a和b被打散了,不再捆绑在一起了。
根据测不准原理,不能同时测准一个物体的位置和动量。无限可分,意味着位置可分为无限小,就是说动量可以无限大,也就是说能量可以无限大。而我们知道我们的宇宙是有限的,宇宙中总的能量也是有限的,所以这是矛盾的。
也许有人会说是不是由于人类的能力有限才造成测不准呢?这是不对的。测不准原理和光速极限原理,都是自然规律。测不准原理还可以说是数学原理,只要你承认这个宇宙是概率的,通俗的说,上帝是掷骰子的,就必然导致测不准原理。
至于粒子到底同不同,也许就跟一个将军看两个士兵一样,在将军眼里完全一样,在士兵自己眼里呢,那肯定不一样...
月色想讨论的是灵魂的单一性和各异性吧。。