第一百二十九章粒子與力(一)



雷坤沉浸在修煉之中,茫然不知所有人的目光都聚焦在他身上了,而一旁的青山教授爲了將衆人的注意力從雷坤的身上轉移開去,免得干擾他修煉,便只能硬着頭皮繼續講課,雖然他知道自己講課的內容太過深奧,太過專業,其他人感覺只怕是味同嚼蠟,但也只能這般繼續下去了,因爲主講人進入了玄妙無比的修煉狀態,自己也只能勉爲其難的繼續下去。

“衆所周知,物質是由原子組成,而原子由原子核和電子組成,原子核又由質子和中子組成,質子和中子又由夸克組成。那麼,夸克和電子又是由什麼構成的呢?科學家發現,夸克和電子都不可再分了,似乎是沒有內部結構的點粒子,因此把它們稱爲基本粒子。基本粒子是一切物質的基本單元。

但是,已知的基本粒子並不僅僅是夸克和電子兩種,而是多達數百種,而且,每一種基本粒子都有它們的反粒子。我們現在把所有的基本粒子分爲三大類,通常稱爲“族”:輕子族,包括電子、中微子等;夸克族,包括上夸克、下夸克、粲夸克、奇異夸克、頂夸克和底夸克這六種夸克和各自的反夸克;媒介粒子族,包括光子、膠子等。非常奇怪的是,除了夸克和電子外,大部分基本粒子都不組成更大的物質結構,例如,中微子總是在宇宙中獨來獨往,不與其它物質發生相互作用;媒介粒子則只在其它粒子間傳遞力的作用;還有很多粒子像介子、超子等都極不穩定,通常在極短時間內衰變成其它粒子。

我們知道,電子能像地球繞太陽旋轉那樣繞着原子核運動,但電子能不能也像地球那樣進行自轉呢?按理說,這是不可能的,因爲物體在自轉時,其轉軸上有一個固定不動的中心點,電子既然是一個點狀粒子,那它就不會有什麼多餘的“中心點”,它的自旋也就無從談起。但科學家證實,電子仍然像地球那樣,既公轉,也自轉,而且永遠地以固定不變的速率旋轉,這是電子自身固有的性質,稱爲“內稟自旋”。而且,所有的基本粒子都有與電子相同的自旋。然而粒子的自旋與地球自轉是不一樣的,地球的自轉是連續的,粒子的自旋則是間隔性的,也就是說,它的自旋是一跳一跳着進行的。每一種粒子的所有成員都是相同的,我們不可能把兩個電子或者中微子區別開來。而不同種類的粒子則有着明顯的不同,其主要區別就在於它們的質量、電荷以及內稟自旋都各不相同。這些基本粒子性質各不相同的原因是什麼?它們爲什麼在不停地自旋?這些不同的粒子還能不能找到更深層的、統一的內部結構?這些問題長期以來都在困繞着我們!”

說道這裡,青山教授頓了一頓,終於發現雷坤回過神來了,這才長長的吁了口氣,接着說道:“至於粒子的其他奧秘,還是下節課讓雷坤同學講解給大家聽吧。”

拍了拍雷坤的肩膀,青山教授走下講臺,雖然衆人都沒有聽的太懂這位教授說的什麼,但不妨礙他們以熱烈的掌聲歡送這位白髮斑斑的老人家下臺,雖然心中多少有些慶幸,終於講完了,完全就是不知所云的想法也蘊藏其中。

雷坤看似只修煉了短短几分鐘,但他自己卻感覺修煉了無數的歲月時光,甚至直到時間世界的盡頭一般,那處於奇妙狀態下的自己施以內視之法,赫然能看到自己的身體是無數粒子構成,每一次振動,每一次呼吸,都帶來不同的變幻組合,從而產生奇異的能量,讓自己的身軀變得更加完美,排列組合也更加的科學合理,這種感覺太奇妙了,雷坤都沉浸其中,難以自拔,若不是經歷了轉世重生九次大圓滿的考驗,雷坤懷疑自己會不會永遠的這般睡過去,在睡夢中修煉,就是不醒來,甚至於以絕大毅力克服一切離開那個奇妙狀態的時候,心中彷彿有一個聲音在無比的後悔,懊惱,苦澀。

“青山教授的精彩演說,我想大家聽了後都對自然科學的一切有了更加濃厚的興

趣,但學海無涯苦作舟,任何知識都很難不勞而獲,必須鑽研進去,纔會有所得,下面是提問時間,關於這堂課的一切不懂的或者一知半解的,都可以提問。”雷坤對剛纔自己失神進入修煉狀態的事隻字不提,因爲那等感觸,身體化爲無數粒子,絕對不是普通修者能夠接觸到的一個驚天之秘,公開出來對很多人的修煉其實並沒有好處,反而有害無益。

這時,還是唐彤舉手,還是她提問,顯然她對自然科學的好奇心壓倒了一切。

“唐彤同學,你有什麼問題要問啊?”面對自己的小媳婦,雷坤可不敢怠慢,微笑着問道,若不是衆目睽睽之下,雷坤甚至都會把這小妮子拉入懷裡,噓寒問暖一番,不僅僅是回答她的問題那麼簡單了。

“我想問的是,宇宙這麼大,宏觀世界這麼遼闊,爲何只定義了引力,電磁力,強力,弱裡,這四種力?”唐彤的問題很簡單,但也很難回答,猶如高手過招,一劍直指對方要害,讓對方難以招架。

雷坤微微一笑,接口答道:“彤兒你這問題進一步的問題就是,這麼多不同種類的粒子是如何聯繫在一起的?假如宇宙是由很多微小的、相互間沒有關係的物質微粒組成的,它們中的任何一個都是像被“隔離”的,那麼,在這樣的一個宇宙中,就會既無恆星,又無行星和生命,只是一個寂寞的、完全沒有事件發生的微粒集合。

幸運的是,事實並非如此,宇宙中存在着各種類型的力,是它們把散沙般的基本粒子結合在一起,組成了各種各樣的物質,並安排了宇宙間的秩序。這些力從本質上都可歸結爲四種基本力:引力、電磁力、強力和弱力。

這四種力的來源是不一樣的。引力源於物體質量的相互吸引,兩個有質量的物體間就存在引力,物體的質量越大,引力就越大。電磁力是由粒子的電荷產生的,一個粒子可以帶正電荷,或者帶負電荷,同性電荷相斥,異性電荷相吸。如果一個粒子不帶電荷,則不受電磁力的影響,不會感受到排斥力和吸引力。強力主要是把夸克結合在一起的力,所以也叫核力。像電磁力一樣,也起源於電荷,不過只是夸克間的電荷,物理學家稱之爲“顏色電荷”。弱力的作用是改變粒子而不對粒子產生推和拉的效應,像核聚變和核裂變這兩個過程都是受弱力支配的。

四種力的相對強度以及作用範圍都有着巨大的區別。從相對強度上來說,假定以電磁力的強度爲一個單位強度,則強力要比這個單位大出100倍,弱力只有1/1000,引力小到幾乎是可以忽略不計的:在微觀世界中,它只有電磁力的1040分之一!從作用範圍上來說,引力的作用範圍是宇宙範圍的;電磁力的作用範圍在理論上可以達到無限遠,但實際上,大多數物體正負電荷相互抵消,其外部都呈電中性;而強力和弱力的作用範圍則極小,只能在粒子範圍內發生作用。這四種強弱懸殊、性質各異的基本力,完全控制了我們的宇宙。

這便是我能給出的大概的答案和結論,如果還要有所補充的話,那必須是我們自然科學界的泰山北斗級的青山教授才能給出的答案了。”

雷坤說完這番話後,有意無意的看了看回到座位上的青山教授幾眼。

青山教授此刻終於發現這雷坤同學十分的難纏,明明是這小傢伙的公開課,自己去要變成了主講一般,成了一個免費的苦力不說,還能拉昇提高無雙學院的知名度,他還偷的半日閒,真是算無遺策的好功夫。

無奈之下,青山教授,只能起身說道:“其實本來我今日只是來聽聽雷坤同學對微觀世界有和洞悉,但一時興起,這才接口上臺,說太多未免有喧賓奪主之意,還是不說算了,我喜歡靜靜的聆聽雷坤同學對自然科學的獨到見解,雷坤同學,你請繼續吧。”

雷坤見青山教授這老狐狸不上當,免費勞力看來

是沒指望了,只能苦笑着說道:“既然青山教授推辭,那我只能繼續說一些不着邊際的所謂科學奧秘了,大家聽得懂就繼續聽,聽不懂當什麼都沒聽見,當作耳邊風,吹一吹就散了。

現在問題又來了:爲什麼有四種基本力?爲什麼不是五種、三種或者一種?這四種力爲什麼如此不同?爲什麼強力和弱力只能在微觀尺度上發揮作用,而引力和電磁力卻具有無限的作用範圍?還有,爲什麼這些力的固有強度會有那麼大的差別?

最後的問題是,所有這些力有沒有一個共同的根基?如果有,它們爲何又分裂了?

相對論與量子理論的矛盾

四種基本作用力的不同還導致了現代物理學兩大支柱——相對論和量子理論——根深蒂固的矛盾。廣義相對論是關於引力的理論。我們前面說過,引力源於物體質量的相互吸引,物體的質量越大,引力越大。但爲什麼物體的質量會產生引力呢?引力爲什麼很微弱卻又能在宏觀範圍內起作用呢?比如說,兩個人、兩塊大石頭之間的引力幾乎就是零,只有像太陽、地球、月亮這樣宇宙中的星體,纔有明顯的引力作用。

好了,廢話說太多了,我看到有些同學都打瞌睡了,所以這堂課我也不想繼續下去,太高深的學術討論不適合在公開課上,自然科學的奧秘探索不比追尋天道要容易,現在我宣佈,下課,大家再見!”

雷坤也不是拖泥帶水的人,發現自己這一課的確有些冗長了,當機立斷,便將學術拋之腦後,也不屑解釋,直接下課,讓人麼說去吧,無所謂,反正過陣子自己就要離開母星了,前往修真界,如果沒有成功,那自己十之八九已經掛了,無論哪種結果,什麼名譽地位,流言蜚語,對自己實在沒有半點副作用,可以當它們是空氣,不存在。

人們散去,類庫發現那位青山教授佇立在門口,顯然是要堵自己,而他這一行動顯然得到了副校長熊科的許可,否則也不會這般直截了當的攔住去路,當下雷坤只好牽着唐彤的手,等着偌大的階梯教室的人都走光,這纔對青山教授做了一個請的手勢,示意這位前輩過來坐下。

青山教授見雷坤沒有離開教師的打算,反而要和自己長談的模樣,甚至身邊還帶着一位女友,面色有些怪異,感覺這雷坤同學行事的確是讓人無法琢磨,如天馬行空一般,又如羚羊掛角一般,鬼神莫測。

“青山教授,又何指教?這是我的女友唐彤,相信你也知道她,你既然要見我,要找我談事,自然對我的一切會有所瞭解,是吧。”雷坤笑眯眯的問道。

“你怎麼知道我就一定會找你談事,也許只是好奇你在學術界的成就而已。”青山教授反擊了一句。

“哦,那還不簡單,如果只是好奇我的學術成就,那教授你就會在一旁默默的觀察我,聽我講課,然後心理給我打個分數,而不會站出來和我一起講課,你這般所謂似乎有意無意的要打造出一個和我並肩作戰的氛圍,課堂結束之後你還不走,直接堵在門口,我看十之八九你是要拉我入夥,一起去研究什麼晦澀艱難的學術命題吧?”雷坤依舊一臉輕鬆,猶如沐浴在春風中,輕聲細語的說道。

“我找你,自然有事,雷坤同學,如你所料,我的確算的上是拉你入夥,就看你願意不願意了,母星科學研究院現在正式向你發出聘書,邀請你參加核聚變等一系列科學實驗項目,當然,你不是主導這一科學研究工作,你只是一個助手,但因爲我們對助手的要求也太高了,所以很難找到合適的人選,直到你進入了我們的視線內,發現你真是一個自然科學方面獨一無二的天才,加入我們,成就世界,成就夢想,母星將會因爲我們的核聚變實驗的成功,而發生翻天覆地的變化。”青山教授一臉凜然正氣,彷彿在講訴一個偉大神話即將由自己等人締造,很是激動,無比興奮。

(本章完)

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