宇宙的演化1——粒子的世界

? ? ? ?今天是第一天交作業(yè)雷酪,但是我想寫的這個主題卻已經(jīng)是想了很久,在接下去的七年涝婉,我可能會花很多時間來寫這個主題哥力。因為我很好奇,也很疑惑墩弯,這個世界究竟是什么吩跋?他是怎么演進的?我們?nèi)祟愑謱⒏S這個世界走向何處渔工?我的思考也許只是一個門外漢的臆想锌钮,如果有錯誤的地方,希望真正的專家能幫忙指出引矩。

宇宙三元素:物質(zhì)梁丘、能量和信息

? ? ? ?世界是什么?如果用最簡單的詞來概括旺韭,他可能包括三個方面:物質(zhì)氛谜、能量和信息。但是根據(jù)愛因斯坦的著名方程E=mc^2 区端,物質(zhì)和能量其實是一回事值漫,質(zhì)量可以轉(zhuǎn)化成能量,能量也可以轉(zhuǎn)化為質(zhì)量织盼⊙詈危或者說物質(zhì)包括質(zhì)量和能量兩種形態(tài)。在大爆炸之前悔政,也就是大概在137億年前晚吞,那個時候還沒有宇宙延旧,當然也不可能存在任何物質(zhì)谋国,也沒有空間和時間。因為空間和時間是用來表達物質(zhì)存在的狀態(tài)和變化的迁沫,物質(zhì)從一個地方到另一個地方芦瘾,我們說在空間上發(fā)生了轉(zhuǎn)移捌蚊,而中間經(jīng)歷了一段時間。但是近弟,如果沒有物質(zhì)缅糟,又哪里來的空間呢?又如何衡量時間的流逝呢祷愉?

? ? ? ?我們現(xiàn)在知道窗宦,我們所能觸摸到的所有物體,包括我們的身體都是由原子組成的二鳄,也就是說赴涵,組裝成其他動植物以及泥土和巖石的零配件,同樣也是組裝人類身體的零配件订讼。我們并不比腳下的土地更高貴一些髓窜,因為我們來自同一個東西,而最終也將變成同一個東西欺殿。當我們向四周張望的時候寄纵,不禁要感嘆,世界如此五彩繽紛脖苏,到底是誰組裝了這個世界呢程拭?

? ? ?? 人是一個復雜的物件,它由許多器官組成棍潘,而器官由一堆細胞組成哺壶,這些似乎區(qū)別于地上的塵土,因為他們是有活性的蜒谤。但是細胞由什么組成呢山宾?科學家告訴我們主要都是一些蛋白質(zhì)、核酸鳍徽、脂質(zhì)無機鹽和水等化學分子资锰。這些分子和生命有關,是組成生命的元素阶祭。如果把這些元素繼續(xù)拆開绷杜,便可以最終還原成一堆原子。我們在中學科學課本上都學過濒募,目前已知的化學元素有100多種鞭盟,但是在地球上存在的只有90多種,而組成人體的元素就有60多種瑰剃。也就是說齿诉,地球上的元素絕大多數(shù)都能在人體中找到。當然,人體中擁有最多的元素還是碳粤剧、氫歇竟、氧和氮,合計約占91.6%抵恋。

碳原子的結(jié)構(gòu)

? ? ? ?人類的好奇心是永無止境的焕议,我們知道了原子就一定想知道原子是由什么組成的。就拿人體中最多的元素C原子來說吧弧关,它里面有6個質(zhì)子盅安,6個中子和6個電子。但這是標準的C原子世囊,或者叫C12宽堆,也就是說質(zhì)子和中子的數(shù)量加起來是12個。C13比C12多一個中子茸习⌒罅ィ科學家可以利用C12和C13的相對含量來推測地質(zhì)年齡。質(zhì)子和中子是緊緊地粘在一起的号胚,共同組成了原子核,而電子卻是遠離原子核猫胁,四處出沒箱亿。我們在中學課本中都學過元素周期表,原子核中中子和質(zhì)子的數(shù)量大小就決定了這個元素的種類弃秆,同時也決定了這個原子的化學性質(zhì)菠赚。

? ? ? ?到目前為止,我們的頭腦還是清晰的拍埠,沒什么難以理解的地方。但是埂奈,如果我們試圖進一步弄清楚,質(zhì)子和中子中有什么垮抗,那么我們的頭就要變大了氏捞。躲在質(zhì)子和中子里的是夸克,而且冒版,我們現(xiàn)在已經(jīng)知道的夸克有6種液茎。然后你就會發(fā)現(xiàn)自己進入了一個粒子娛樂場,各種叫法奇特的粒子有60多種辞嗡。種類多還不是最讓人頭痛的捆等,一旦進入粒子世界,你就會發(fā)現(xiàn)自己似乎進入了愛麗絲的夢境续室,我們多年積累下來的常識全都不管用了栋烤。因為你會發(fā)現(xiàn)這些粒子有的是有質(zhì)量的,有的沒有挺狰,而且他們名字雖然叫粒子明郭,可事實上他們也能表現(xiàn)出波的特性,再加上量子糾纏這種鬼魅一般的現(xiàn)象丰泊,足以讓我們目瞪口呆薯定,大呼“見鬼了!”

? ? ? ?所以瞳购,還是讓我們退出粒子世界沉唠,以便用日常的思維來思考一下這些問題吧。我們宏觀世界中的萬事萬物都是由這些似鬼如魅的粒子組成的苛败,但是满葛,這些粒子本身是物質(zhì)嗎?因為它們有的像一陣波罢屈,有的還沒質(zhì)量嘀韧,而且還會表演不可思議的神跡。就像前文說的缠捌,如果我們把物質(zhì)理解為質(zhì)量和能量兩種形態(tài)锄贷,那么译蒂,這些粒子的確也可以認為是物質(zhì),而且是最小物質(zhì)谊却,是組成其他所有物質(zhì)的物質(zhì)柔昼。但是這些粒子又是從哪里來呢?

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