量子力学:为什么夸克就是最小的粒子,没有更小了?


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我想很多人第一次听说夸克 , 都是从高中物理课本上了解到的 。
【量子力学:为什么夸克就是最小的粒子,没有更小了?】而且很多人认为 , 夸克是目前人类发现最小的物质结构 , 但一定不是最小的 , 肯定有比夸克更小的物质结构 , 只不过人类目前的观察能力还发现不了 。

至于夸克内部是否还存在更小的粒子 , 目前还是未知的 , 在标准模型中 , 夸克已经被定义为基本粒子 , 也就是是夸克是目前为止构成物质的最小单位 。
当然 , 基本粒子并不是说夸克就一定是最小的粒子 , 随着物理学的发展 , 基本粒子的定义也会不断变化 。
仅从哲学的观点来看 , 夸克肯定还存在内部结构 。

因为在哲学观中 , 构成宇宙万物的材料要么是无限可分的 , 要么存在一个不可分割的基础物质 。 而基础物质肯定是单一的 , 且没有区别的 , 所有性质完全相同 。
就目前来看 , 夸克包括其反物质在内 , 一共有12种类型 , 它们之间的质量 , 电荷还并不相同 。 所以具有哲学信仰的物理学家一般都认为夸克是可以再分的 。
但是哲学归哲学 , 事实归事实 。 哲学虽然能指导思想 , 但不能左右事实 。

那夸克有没有内部结构呢?现代物理学的观点是:没有!
因为夸克已经是最小的物质了 , 属于基本粒子 。
在标准模型中 , 基本粒子就是最小的粒子 , 不可以再细分了 , 所以物质细分到夸克就到头了 。 或者严格一点说 , 就人类目前的物理框架 , 夸克内部结构是未知的 , 或者是未证实的弦!

可能很多人都难以相信 , 物质难道细分到夸克就到头了吗?
不管是在感性还是理性上 , 都难以让人接受 。
为什么物理学家认为夸克不可再细分了?因为这和四大基本作用力有关系 , 之所以叫基本力 , 是因为这些力是宇宙中最基础的相互作用 。

所有宏观世界的力学现象一旦追溯第一因果 , 最后会发现都是由这些基本力造成的 , 如果基本作用力还有更深层的机制 , 那也就不叫基本力了 。
比如摩擦力 , 弹力的本质是电磁力 , 摩擦力和弹力只是电磁力的宏观体现 。 摩擦力之所以不是基本力 , 是因为它的作用还有更深层的原因 , 那就是电磁力 。

地球绕太阳的向心力也不是基本力 , 因为它只是引力的表现 。

所以基本力的传递必然是由基本粒子承担的 。 如果基本力的传播子不是基本粒子 , 而是复合粒子 , 那复合粒子内部又是什么力在起作用 , 所以这些所谓的基本力就不会是基本力了 。
如今我们已经知道 , 电磁力的传播子是光子 , 它是基本粒子 。

弱力的传播子是W和Z玻色子 , 它们也是基本粒子 。

强力的传播子是胶子 , 它依旧是基本粒子 。 引力的传播子是引力子 , 虽然引力子还没有发现 , 但是科学家笃信引力子也是基本粒子 , 并且在标准模型中已经给引力子预留了位置 。

但是这些和夸克能不能再细分有什么关系?当然有关系 , 不可细分就证明夸克是基本粒子 。

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