今天才知道,世界是能量的

虽然上学的时候,听说过E=mc²这个质能方程,但是一直不知道这个世界原来是能量。

/01/

在曾经上过的物理课上,记得课本上写着,所有的物质都是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子是由质子和中子组成,而质子和中子是由夸克组成的。

不过书本上没有写夸克是由什么组成的。我以为物理学当时就只研究到夸克就截止了,作为组成世界的基本粒子,也许到夸克就已经到头了,也就没有再追问,夸克还能被分成更小的粒子吗?

今天听了吴军老师的课程,才更新了自己10多年的物理知识。

在没有接触物理学之前,总是认为自己主观看到的世界就是真实的世界,还依稀记得研究生导师说的话:“你感知到的这个世界都不是真实的世界,你也不可能感知到真实的世界。”作为研究哲学的导师,刚开始是不能理解他说的话。

后来随着学习地不断深入,才知道人类的眼睛只能看到可见光的一部分,而且颜色本身并不存在。人类的耳朵只能听到很窄一段频率的声波,而狗要比人类听到的波长频率范围大的多。

我们感知到的世界不是真实世界的样子,只是我们感知到的世界而已,就像《黑客帝国》里面的场景,人们都活着虚拟世界里,就误以为虚拟世界就是真实的世界。

/02/

如何才能证明我们接触到的物质世界不是真实的世界呢?

100多年前,物理学家一直想搞清楚原子是由什么构成的。但是原子太小,根本看不见,也无法用任何仪器直接看到。正当大家束手无策时,著名的物理学家、诺贝尔化学家获得者卢瑟福想到了一个间接的方法,解决了这个难题。

卢瑟福的方法说起来简单。我们打一个比方。假如我们想知道一个草垛子里面到底有什么东西,它是实心的,还是空心的,然后我们又无法打开它去看,怎么办呢?

一个办法是用一挺机关枪对它进行扫射。如果所有子弹都被弹了回来,那么我们就知道这个草垛子是实心的。如果所有子弹都穿过去,并且没有改变轨迹,那么这个草垛子应该就是空心的了。

卢瑟福把原子想象成这个打不开的草垛子,不过“扫射”用的是一把特殊的枪——α射线。卢瑟福用α射线轰击一个金箔做的靶子。如果所有的α粒子都穿过了金箔靶,打到了靶子后面放置的感光胶片上,那么就说明原子内部是空心的。

有意思的是,卢瑟福的实验数据表明,大部分α粒子是按照原来的轨迹穿过了金箔靶,还有一些拐了弯四处乱溅。这说明原子核内部既不是完全空心的,也不是完全实心的,屙屎大部分地方是空心的,但有一个很小的实心内核。

卢瑟福由此推断出原子的模型是原子核加上周围的电子。再以后,物理学家们进一步发现原子核是由质子和中子构成的。但是这两种粒子又是由什么构成的呢?

到了上过世纪60年代,科学家们提出并且证明了夸克模型,即质子和中子是一种叫夸克的更基本的例子构成。至此,一切结论似乎都证明世界是物质的。

/03/

人类探求未知的好奇心总是不断的,肯定又会有人问,夸克是由什么构成的,是不是由更小的粒子构成的呢?

于是,科学家又想到了卢瑟福当年的老办法,使用更高速的例子轰击夸克,看看里面到底有什么。让所有科学家惊诧的是,夸克内部空无一物!也就是夸克不可再分了。后来进一步证实,夸克只是一种旋转的能量圆锥,也就是说,世界除了能量,其实空无一物。

…………

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