当前位置: 切割设备 >> 切割设备介绍 >> 物质是如何构成的物质可以无限分割吗不可能
如果一块材料被切成两半,它就成了两块材料。如果你拿其中一个再剖开,就可以分成两块。如果一直这样下去,能不能无限分下去?
这是一个有趣的问题。很多人从小学就开始思考类似的问题,也是一个古老的问题。类似问题的记录可以追溯到多年前的古代希腊时期。当然,那时候科学还没有诞生,所以人们只能从哲学层面去思考这个问题。人们想通过回答这个问题来探索万物的起源。我们熟悉古代希腊的学者,如毕达哥拉斯和泰勒斯,他们曾经在这个问题上表达过自己的观点。其中,德谟克利特的观点最接近现代科学。他认为物质不能无限分割,世界上存在“最小的物质”。
虽然德谟克利特提出了“最小物质”的概念,但他所说的只是哲学上的。在现代科学诞生之前的几年,他无法回答“最小物质”是什么。现在我们有了答案。
世界是由各种各样的物质组成的,比如桌子、椅子、我们身边的电器设备、窗外的岩石和树木、桥梁和溪流,甚至浩瀚宇宙中的各种天体。这些宏观的物质是可以分割的,可以分割很多次,直到分割成单个的分子。大多数物质是由分子构成的,很多物质是由原子直接构成的。以水为例,它是由水分子构成的。
水分子极其微小。一般来说,一滴约0.05毫升的水含有约10万亿个水分子。
水分子很小,但不是物质最基本的形态。我们也可以继续分裂水分子。这时我们会发现水分子是由两个氢原子和一个氧原子组成的。氧气是我们熟悉的一种气体,因为我们每时每刻都要呼吸,没有氧气就无法呼吸,而氧分子是由两个氧原子组成的。那么氧原子是物质的最小单位吗?还是没有。我们可以进一步分裂氧原子。这时我们会发现,氧原子含有两个基本成分,即原子核和八个核外电子。还能继续分吗?是的。
当我们打开原子核时,我们会发现原子核中含有质子和中子。以氧核为例,它含有8个质子和8个中子。
这不就是这次的结局吗?事实上,起初,科学家们确实认为质子和中子是不可分的,但后来他们想,如果质子和中子受到高速粒子的轰击,会发生什么?当科学家这样做时,他们发现被轰击的质子和中子会从三个不同的角度偏转,这意味着质子和中子内部还有其他东西,所以质子和中子仍然可以被分裂。那么,比质子和中子更小的物质是什么呢?这次是夸克,我们不能再分了,也就是说,夸克是物质的最小单位,所以也叫“基本粒子”。
当然,世界上的基本粒子不止一种,原子核外的电子也是一种不可分的基本粒子,还有很多,于是出现了一套可以描述构成一种物质的所有基本粒子的理论,它被称为“标准模型”。
根据标准模型,已知的基本粒子有61种之多,而这些基本粒子又可以分为两种,分别是费米子和玻色子可以说世界上所有的物质都是由这些基本粒子组成的,那么费米子和玻色子在物质的组成中分别扮演了什么角色呢?费米子是物质的最小单位,它包含了我们刚刚提到的电子和夸克。有趣的是,物质是有质量的,无论是宏观世界的物质,还是分子、原子都有质量,而基本粒子没有质量。
没有质量的基本粒子如何构成有质量的物质?这将使用玻色子
包括玻色子光子、胶子、w玻色子,z玻色子和希格斯玻色子玻色子也是一种基本粒子,所以它自然没有质量。而玻色子在物质的组成中起着“粘合剂”的作用,主要作用是“转移相互作用”,粒子之间的相互作用使物质具有质量。例如,当几个夸克在胶子的粘合作用下形成一个质子时,它就具有了质量,今天世界上已知的所有物质都是这样制成的。可见物质不能无限分割,物质的最小单位即基本粒子是不可分割的。
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