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1 # 科學船塢
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2 # 語境思維
本題是一個大課題,涉及三個“子問題”:為什麼要對物質進行分級?物質的物理定義是什麼?如何對物質進行分類分級?
物質分級的意義物質的最小分級,是為了就終結意義上揭示物質的結構特徵與運動規律,進而謀求人類的最大福祉,而不是為滿足數學或哲學意義上的莫須有與想當然之類的意淫。
宇宙的各種存在形式,都是物質範疇。宏觀物質,都是微觀物質組成的。宏觀運動,都是微觀物質運動的綜合效應。深入到足夠微觀的層面,是揭示終結性原理與機制的必要條件。
必須指出,用數學連續性的質點思維,用普朗克常數的超微公式,都不是分級的正確思路。
物質的定義與特徵物質是可以用體積/質量/能量三要素表述的各種存在形式的統稱。體積要素是物質的第一特徵。質量與能量是物質的補充特徵。
不同的物質,佔據不同的空間體積,進而有不同的質量與能量,有不同的質密與能密。
就測量任務而言,我們有理由把體積看成質點,只考慮質量與能量兩個要素。
把遙遠的造父變星看作質點,把電子與核子看作質點。但這並不意味著沒有體積。
天體與粒子都在旋轉運動,在足遠或足小條件下,皆可逼近或抽象為漩渦球體與圓周運動。進而,物質單元的體積可用V=4.2R³統一表述。
必須指出:意識、意念、靈魂、精神、情緒之類的範疇,可追究到腦細胞與心血管的物質運動,否則就不是物質,也不是一種存在形式。
物質的分類與分級物質的存在形式,必然與所在空間的溫度場、電磁場、引力場的場有關。
場的本質,就是真空介質場。場物質也叫虛物質、暗物質、無形物質、場介質。場介質與實體物質是不可分割的。
就宏觀層面,物質可分為兩大類:高密度的實體物質,低密度的場介質。
就微觀層面,物質可分為兩大類:高密度的亞原子與低密度的場量子。亞原子與場量子,統稱基本粒子。
亞原子,又叫費米子,是諸如中微子、夸克子、電子、質子、中子等高密度的漩渦子。
場量子,又叫玻色子,是諸如光量子、引力子、膠子、基態場量子等低密度的漩渦子。
場量子,也叫廣義介子,是承載與傳遞亞原子角動量與作用力的介質性粒子。
光量子,是被電磁學或熱力學的繞旋震盪等所激發的場量子集團,是傳播電磁波的介質。
引力子,是被亞原子尤其是核子的自旋震盪所激發的基態場量子,是傳播引力波的介質。
基態場量子,也叫虛粒子,是最低能態、最大熵值、最小質量、最均勻分佈、最大真空度的場量子。是宇宙中不可再分的最小物質單元。
基態場量子,以宇宙微波背景輻射為基底。主要引數:R0=1.17cm,V0=6.7cm³,m0=1.26e-39kg,E0=m0c²=0.7meV。
在超低壓、超低溫、超長時的條件下,所有亞原子與場量子,都會最終消散為基態場量子。
好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。
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3 # 星辰大海路上的種花家
物質是無限可分的嗎?
中國古代哲學家莊子說過:“一尺之捶,日取其半,萬世不竭。”其含義如題理解,一根一尺長的木頭,每天取走一半,永遠都取不完......這從一定意義上理解確實如此,物質可以無限細分,中國古代即有如此認識,難能可貴!!
但隨著我們對微觀世界的瞭解,物質的細分是會到盡頭的,我們先不用去理解各種“子”的尺寸,單獨從普朗克長度來理解,一個普朗克長度為1.6x10^-35M,小於這個長度即不存在任何意義!簡單的說,普朗克長度就是930億光年中的最小畫素,無法在進行分割......那麼就如開頭說的那樣,日取其半,中有一天會取到只有一個普朗克長度....至此再也無法細分!
1/2^x=1.6x10^-35M
X= 115.58941142次,大概能連續取接近四個月差5天,最終到剩下一個普朗克長度再也無法分割了!
但是我們的微觀世界從來都沒有到達過如此小的尺寸,那麼我們觀測到的極限在哪裡呢?
物質的細分,從大到下
分子:10^-10m(各個分子的直徑大小不一定一樣,大的有10^-8m)
質子:10^-15m
中子:10^-15m
電子:10^-16m
夸克:10^-18m
那麼如果切到夸克為止,又可以取多少天呢?
1/2^x=10^-18
X= 59.794705708 大約可以取2個月左右!
即取到夸克了,再也無法分割了!
因此兩種方式是不一樣的,一個是理論的理論值,一個是實際的理論值!但實際上....切個幾天沒看不到了哈!
我們宇宙中所有的已知物質都是由基本粒子構成的,即輕子和夸克、還有傳遞能量的光子、W玻色子、Z玻色子、和膠子和賦予基本粒子質量的希格斯粒子。我們最熟悉的電子是基本粒子,不過原子核裡的質子和中子並不是基本粒子哦,質子和中子是由夸克組成的,夸克與夸克之間的媒介是膠子。這個理論模型久經所有實驗和觀測檢驗的,而且這個模型中所有預言的現象都已經被驗證,這是一個被普遍接受的“標準粒子物理模型”。
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4 # 科學探秘頻道
如果按照量子力學的描述,構築整個宇宙的粒子都是由夸克、膠子、電子等基本粒子組成,那麼固然它們是不可分割的。
但是,自古以來就沒有絕對,當初認為不可分割的原子還不是隨著科學的發展被證明是可以繼續分割的。所以,萬事無絕對,現在我們的技術手段只能夠認識到夸克、電子等級別。如果那天人類能源技術發展了,可以製造出來更為強大的對撞機,不僅可以把質子、中子“撞碎”。甚至是電子、夸克等最基本的粒子也給撞碎,從而發現更為基礎的萬物構成組分。
即便是現在,有關基本粒子的形態存在還有爭議。其中致力於構建一個能夠統一相對論和量子力學的超弦理論則認為:構成萬事萬物的基礎材料並不是夸克、電子等粒子,而是一段段一維的能量弦,這些弦的不同振動形式,造成了多種多樣的粒子特徵。所以說,如果把物質最終分割,得到的可能就是一段段能量之弦!
宇宙之大,規律之精妙,我們也只是略知皮毛,期待往後科學更大的發展吧!
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5 # 蛋科夫斯基
如果《生活大爆炸》裡的謝耳朵來給你講一講可能效果更好一些,因為他研究的就是弦論。
現實中弦論是維內奇諾最早提出來的。就是說亞原子粒子,比如電子光子中微子夸克之類的粒子,其實不是點狀的粒子,而是很小很小的線狀的弦。這個弦透過不同的振動以及運動就成產生各種粒子,也符合能量和物質可以互相轉化。
目前如果弦論被證實的話,就可以將基本粒子和四種相互作用力統一起來。誰能證實弦論,諾貝爾獎是跑不了的,而且還還可以掀開人類對於自然理解的新篇章。
所以物質是不是可以無限細分,目前還沒有定論。我們能知道的就是能量和質量可以互相轉化。想動腦子的話,可以想象一下如果粒子全部轉化為能量,那其實還是這坨東西。能量可不可以細分呢?
回覆列表
物質並不是無限可分的。
拿來一塊木頭,日取其半,但終有一天,會分割到分子、原子層次,其實,現在所說的原子半徑只是對原子核核間距進行測量得到的,並不是用顯微鏡一下子就看到一個個獨立的原子,這與想當然相去甚遠。
那終有一天會來到質子、中子層次,再往下就是輕子以及夸克這些點粒子了,那什麼是點粒子呢?
點粒子,顧名思義,就是可以把它看成一個“質點”,不知道它們的內部結構是什麼,只是把它們當做為有電量、動量、質量等物理屬性的點來研究。
我們都知道,在微觀世界中存在著不確定性,就是確定一個粒子的位置,就不可能同時確定它的動量,用薛定諤創立的波動力學,可以去說明描述粒子是如何運動的機率分佈,但無法描述這些點粒子的內部結構。
而且,就目前人類的發現來看,如果一個長度小於了普朗克長度,那就代表著失去了物理意義,普朗克長度為物理學研究的最小尺度,所以,物質不是無限可分的。