在地球上生活着很多不同的生物,有海洋生物、有陆地生物、有两栖生物和微生物等等,在众多生物中人类是地球上最有智慧的生命,从诞生以后人类就开始不断的探索世界的奥秘,古时候由于人类的科技不够发达,所以古人一直都认为地球就是唯一的世界,认为月球和太阳都在围绕地球转动,在古代还流传着很多神话故事,古人认为我们的世界是由神创造的,不过随着人类科技的进步,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,当人类走出地球看到宇宙之后,人类才知道,地球并不是唯一的世界,在宇宙中除了地球之外,还有很多恒星、行星、彗星、中子星、黑洞等等。
这些物质是如何诞生的?现代科学认为,这些物质都是宇宙大爆炸之后形成的,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,奇点爆炸以后形成了我们现在看到的天体,根据爱因斯坦的质能转化定律得出,宇宙大爆炸产生巨大能量,这些能量经过数亿年的时间,慢慢的转化为物质,能量和物质之间是可以相互转化的,不过我们所看到的物质并不是它们原本的样子,想要真正的了解这些物质,从宏观层面是无法看透的,所以我们必须进入微观层面。
目前人类研究微观世界最著名的理论就是量子力学,量子力学是19世纪众多著名的科学家一起创立的,为什么科学家要创立量子力学呢?在当时,人类的经典物理学已经能够解释世界上很多问题,在远低于光速的情况下,牛顿的定律能够精准的解决所有机械运动的问题,电磁现象的规律被总结为麦克斯韦方程,光的现象能够被波动理论完美解释,热现象能够被热力学和统计物理系完美解释,从种种迹象能够看出,这世界上一切问题似乎都已经解决了,就在人类认为一切奥秘都将被解开时,科学家突然发现,经典力学无法解释微观世界的问题,于是科学家们创立了量子力学。
量子力学是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构的基础理论,它和相对论一起构成了现代物理学的理论基础,在宏观世界中,物体都是有形状的,比如说我们看到的房子是有大小的和形状的,我们所看到的一切都能够用准确的语言描述出来,但是进入微观世界,人类只能够用一大堆符号来定义它们,比如说电子,根据科学家的研究我们能够知道,电子是构成我们周围世界的原子主要成分之一,正是围绕每个原子核的电子决定了化学反应是如何进行的,在实际生活中,电子设备,焊接,再到显微成像,这些领域都用到了电子。
电子其实就是一个比原子小的带负电荷的物质,也可以说它是一个基本粒子,没有任何内部结构,所以电子无法用形状来描述,因为对于电子来说,形状没有任何意义,它和光一样,其实就是一种能量,光子也是一种非常微小的粒子,不过光具有波粒二象性,简单来说它既是粒子也是波,为了证明光到底是粒子还是波,曾经科学家做了一项让人难以相信的实验,这个实验就是著名的双缝干涉实验,科学家认为,如果光是粒子,那么它就会笔直的从两条缝隙中穿过去,这是因为光子都被挡板挡住了,所以会在挡板后面的屏幕上留下两道杠,如果光是一种波,那么当光穿过两条缝隙时会分裂出两条波。
这两条波就像是水面的波纹一样,能够发生交涉,当第一次实验结束之后,科学家发现墙上出现了明暗相同的干涉条纹,这个结果证明了光是一种波,当时第二次实验时,科学家在狭缝后面加上了电子探测器,这样能够准确的看到光子是从哪一个孔穿过去的,最终科学家发现,光子要么从左边穿过去,要么从右边穿过去,而第二次实验最终的结果证明了光是一种粒子,最终科学家得出,光具有波粒二象性,它既是粒子也是波,在微观世界中,有很多人类还无法解释的物质,不过科学家认为,我们所看到的世界,其实就是有微观世界中的粒子组成的。
随着人类科技的进步,人类对微观世界的认知也越来越多,一开始很多人认为宇宙中最小的物质就是原子,但是经过科学家的研究发现原子并不是宇宙中最小的物质,原子是由更小的物质构成,即质子和中子、电子组成,后来人类发明了粒子对撞机,这种机器能够将微观粒子加速到很高的速度,几乎可能无限接近于光速,不过这里需要注意的是,无论如何加速都不可能达到光速,更不可能超越光速,曾经著名的物理学家爱因斯坦提出,任何有质量的物体都无法超越光速,也不可能达到光速,因为物体一旦达到光速,那么物质的质量就会变得无限大,在我们现有的物理学中,不可能存在无限大的物质。
所以物体的飞行速度最快只能够无限接近光速,在粒子对撞机中,科学家将微观粒子进行对撞,巨大的冲击力能够将微观粒子撞碎,从而出现更加细小的物质,经过科学家的努力,科学家确实在微观世界中发现了更小的物质,比如说费米子,其中包括了轻子、夸克,夸克在强相互作用力的作用下能够形成重子和介子,而我们平时所说的质子和中子其实就属于重子,夸克能够组成很多物质,两个上夸克和一个下夸克就能够组成质子,而一个上夸克和两个下夸克就能够组成中子。而质子和中子能够构成原子核,原子核加上电子就能够组成原子,我们的世界就是由原子构成的。
除了费米子之外,科学家还发现了规范玻色子,它们的作用是传递相互作用,不过玻色子只能够传递三种基本作用力,引力没有办法传递,科学家猜测,在宇宙中应该还存在一种引力子,这个引力子也是一种微小的物质,引力子能够传递引力,只不过现在人类的科技还没有发现引力子,除了这些粒子之外,科学家还发现了希格斯玻色子,这种粒子能够给其它粒子赋予质量,它也被称为是上帝粒子,为什么它会被称为是上帝粒子呢?因为它的出现,让整个世界有了意义,它和物质的质量形成有着密切的关系,有了质量,粒子才能够结合成为原子,有了原子才能够结合为分子,有了分子才能够组合成物体。
如果没有希格斯玻色子,那么一切就都不存在了,它被称为是一种塑造了世界万物的基本粒子,没有它就没有我们所谓的世界,在上个世纪60年代的时候,英国科学家彼得.希格斯开始尝试研究物质拥有质量的根本原因,不过由于当时人类的科技不够发达,所以当时科学家并没有发现希格斯玻色子,直到欧洲核子研究组织建造了大型强子对撞机之后,科学家才开始尝试将粒子加速到光速,然后让它们对撞从而产生更小的粒子,利用这个办法科学家才发现了希格斯玻色子,希格斯玻色子的发现在人类科学史上是一次重大的突破。
它证明了真空不空,并且告诉了我们空间并不是一种虚无的东西,它拥有自己固定的特点,希格斯玻色子应该普遍存在宇宙当中,这种粒子在宇宙大爆炸之后就诞生了,而这种粒子可能是构成世界万物的基本粒子,不过现在科学家还不能够确定,看到这里,相信很多朋友会产生一个疑问,就是这些微小粒子又是什么组成的?到目前为止,连量子力学都无法解释这个问题,毕竟我们现在还不知道有没有比这些粒子更小的物质,如果没有,那么这些粒子就是最小的物质,如果有,更小的粒子是什么?现在科学家也在研究当中。
为了解释微观世界的奥秘,科学家提出了一种超弦理论,超弦理论认为,粒子其实是不存在的,只有弦在空间中运动,各种不同的粒子只不过是弦不同的振动而产生的,在自然界中,所发生的一切相互作用,所有的物质和能量都能够用弦的分裂和结合来解释,不过弦并不存在于三维空间中,三维空间就是我们现在所生活的世界,它是由长、宽、高组成的,在维度空间中,除了三维空间之外,还有一维空间、二维空间、四维空间、五维空间、六维空间、七维空间、八维空间、九维空间、十维空间、十一维空间。
只有将维度空间提升到11维空间时,超弦理论才能够被证明是存在的,振动的弦能够分为两种形式,一种是开放的弦,另一种是闭合的弦,弦理论认为,传播引力的引力子就是由闭合的弦组成的,利用超弦理论,科学家能够将宇宙中四大基本作用力统一,而且也能够解释微观粒子中最小的粒子是如何形成的,按照超弦理论的说法,粒子就是弦的振动产生的,如果没有弦的振动,那么就没有我们所谓的世界,当科学家研究到微观粒子最底层时发现,这些基本粒子或是能量根本没有办法利用形状来描述它们,只能够用符号表示它们的存在,简单来说就是一堆符号随机组合。
不同的符号能够组成不同的物质,而这些符号是由谁创造的?目前科学家也无法给出合理的解释,曾经著名的物理学家爱因斯坦在晚年的时候开始研究神学,在医院的时候爱因斯坦还写了一本回忆录,上面的大概内容是:上帝创造了我们的世界,上帝生活在我们的宇宙中并且控制着宇宙的一切,爱因斯坦眼中的上帝是什么?他和我们所认为的上帝是一样的吗?或许科学家眼中的上帝就是构成宇宙万物的基本粒子,而这些基本粒子是不是我们目前所发现的这些粒子?目前还是一个未知数,我们所认为已经对宇宙有了足够的了解,但这也仅仅是人类自己的认知。
真实宇宙到底是什么样子的?目前科学家也不清楚,俗话说一花一世界,一叶一菩提,每一个微不足道的物质,它里面其实都蕴含着一个丰富多彩的世界,我们所认为的树叶已经很小了,但是它又是由无数的原子、分子、粒子组成,我们的宇宙虽然很广阔,但是它也是有众多天体组成的,所谓世界的本质是什么?相信很多人都无法解释这个问题,如果按照量子力学的解释,很多事物的最终结果其实和观测者有关系,如果我们不去观测这个世界,那么世界或许就不存在,可能一切都是虚幻的,只是我们还无法找到这一切的根源。
不过小编认为,人类是地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,未来随着人类科技足够的强大,或许我们能够发现微观世界中更小的物质,到时候或许我们能够解开宇宙诞生的奥秘,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?