在兩千年前的古希臘，人們就開始思考物質的本質到底是什麼。自然界的物質五花八門，樹木、動物、岩石、空氣……它們難道就沒有共同之處嗎？

從五大元素到微觀粒子

古希臘人認為，世界上所有的物質，都有著相似的本質。他們相信，這些物質的本質無外乎有五種形態，分別是水、火、土、氣和以太。其他的我們都熟悉，以太到底是什麼呢？原來，以太是亞里士多德編出來的一種物質，分佈在天空之上，是光的傳播介質，也是我們能看見夜空中星星轉動的原因。

顯然，這種分類更偏向於哲學，而不是科學。到了19世紀，英國化學家J.道爾頓在總結了以往人們的成果後提出了現代的原子學說。後來，盧瑟福又進一步發現，原子還分為原子核和核外電子。後來，人們又發現了原子核內質子和中子的區分。到目前為止，我們能夠證明的最小基本單位是夸克，包括中子和質子在內的所有重子都是由夸克組成的。

這裡還有一個問題，那就是光。光是不是物質呢？

光的波粒二象性

從大約300年前開始，牛頓和胡克就因為這個問題爭論不已。牛頓相信，光是一種物質，有基本粒子。胡克則堅信光是一種波，透過振動來傳播。隨著胡克的去世和牛頓地位的不斷崇高，光的粒子假說越來越被人們廣為接受。直到托馬斯·楊和麥克斯韋出現，波動說才重新佔據上風。

（圖片說明：光的折射是波動性的典型表現）

這個問題最終還是被另一位大神——愛因斯坦解決，為了解釋光電效應，他提出了著名的光量子假說。在愛因斯坦的指示下，人類才意識到光的確具有量子和波動兩種性質，二者之間並不違背，這也就是所謂的波粒二象性。

同時，在最廣闊的宇宙尺度上，愛因斯坦用他的廣義相對論也進行了很好的解釋，讓人類重新認識了引力的本質。不過，在解釋這個問題的時候，愛因斯坦是採用了時空扭曲的方法來分析的。那麼，我們是否能夠從微觀粒子的角度，來解釋這些問題呢？

更基本的粒子？

來自於北卡羅來納州立大學的機械和航空航天工程教授Larry M. Silverberg為了解釋這個問題，提出了一種全新的假說。他們認為：宇宙中還有比波和粒子更加基本的組成結構。

他們將自己的目光鎖定在了能量上。

這就是他們這個理論的基礎：能量始終在時間和空間中不斷地流動，充斥在時間與空間之中的線條，在不同的位置不斷流入和流出，永遠沒有起點也沒有終點，而且彼此之間不會交叉。

那麼，如果真的有這樣的能量存在，這個能量的基本結構是什麼呢？

能量片段

他們認為，構成這種能量的基本結構是一種類似於恆星系統的結構，在越靠近中心的位置上能量越大，遠離中心處則能量較小。這樣的結構同時具備粒子和波兩種性質，既像粒子一樣集中，又像波一樣分散在宇宙時空之中。

有趣的是，雖然從數學角度上出發，他們可以找到很多描述這種能量流動的方法，但在考慮到能量集中的情況時，就只有幾種是符合要求的。在進一步的篩選之後，只有一種描述方法符合他們對能量流動的數學定義。

它們將這個基本結構命名為能量片段（fragment of energy），用符號A來表示。同時，他們也給出了一個公式：A = -⍺/r，其中α代表的是強度，而r代表的是距離函式。

在提出這個理論後，他們需要解決的問題，就是如何去驗證它。

驚人的吻合

為了驗證這個理論，他們回到了愛因斯坦的廣義相對論。105年前，愛因斯坦發表了自己的這個偉大理論。這個理論如此高深，以至於我們在地球上幾乎無法驗證，只能向宇宙求助。

透過廣義相對論，物理學家們可以輕鬆地解釋困擾了科學家數百年的水星近日點進動問題。同時，相對論所預言的引力透鏡效應，也可以透過太陽的引力所產生的效果來驗證。果然，在接下來的天文觀測中，宇宙中上演的現象完美地印證了愛因斯坦的理論，從此也奠定了廣義相對論的崇高地位。

（圖片說明：水星近日點進動問題在愛因斯坦提出了廣義相對論後才被解決）

Silverberg認為，如果自己的這個理論想要成立，那也要能夠解釋這些問題。而且，和愛因斯坦的廣義相對論不同的是，他們不需要透過扭曲的空間來進行解釋，而是利用自己假設的能量片段來完成。

在解釋水星近日點進動問題時，他們假設太陽就是一個巨大的能量片段，而水星則是一個相對小一點的緩慢移動的能量片段。而對於引力透鏡效應也是一樣的，太陽還是被看作是巨大的能量片段，而光子則是極其微小並且以光速執行的能量片段。

然後，他們利用這個模型，對水星版的能量片段和光子版的能量片段計算其執行軌跡。結果令他們大吃一驚，因為他們得到的答案與廣義相對論完全一樣！

（圖片說明：引力透鏡效應）

這意味著，至少從這兩個極端事件中判斷，他們的理論還是比較可靠的。

總結

他們的目的，是希望找到一種最基本的粒子，能夠解釋我們這個宇宙中從微觀到宏觀所有物質的構成，這也是目前許多科學家們渴望去破解的謎題。現在物理學標準模型裡的基本粒子真的不能再分了嗎？目前的研究似乎已經到了極限，但是科學家們仍然在不斷探索。

（圖片說明：弦理論目前是最有望成為萬有理論的假說之一）

目前比較流行的說法，就是大家比較熟悉的弦理論，不過這個理論目前也非常難以證實，而且其中的版本也非常多。如今，Silverberg等人又提出了一種新的見解，或許也是科學家未來探討的一個方向。至少，這也給我們提出了一種新的對宇宙進行思考的方式。

直徑940億光年的宇宙，充滿了無數的秘密。而這些秘密，可能最終卻要在最小最小的基本結構中才能找到答案。宇宙的神奇之處，還真的是令人感到匪夷所思！