科学|把一个苹果切两半,一直切到不可再切时,这个苹果还剩下什么?

苹果可以无限再分吗?
如果我们拥有一把神砍刀 , 将一个普通的苹果切两半 , 然后再继续将其中一半继续切成两半 , 就这样一直切下去 , 是不是意味我们可以把物质无限地切分下去呢?

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其实这个问题 , 很早就有在思考 。 在古希腊时代 , 有著名的古希腊哲学四大门派 , 最早的一个先哲叫做泰勒斯 , 他也被称为科学哲学之父 。 这是因为后来的西方的“形而上学”和“科学”就是从古希腊时代发展而来 。
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古希腊哲学家们当时就在研究一个极其深刻的问题:万物的本源到底是什么?
泰勒斯认为:万物的本源是水 。 他隶属于“自然哲学(科学的前身)” , 这个支所研究的就是万物的最小组成部分到底是什么?
而另外一位古希腊哲学家毕达哥拉斯则认为:万物的本源是数 。 毕达哥拉斯所代表的的就是古希腊“形而上学”的开端 , 他已经开始对事物进行抽象的分析和总结 , 所以他这支研究的是万物运转的背后规律到底是什么?

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古希腊哲学后来就是沿着这两个分支发展下来 , “自然哲学”这支最值得称道的是德谟克利特 , 他认为万物的本源是原子和虚空 , 也就是著名的原子论 。 只不过 , 德谟克利特的“原子”与如今科学中的“原子”是两码事 , 他所说的原子是哲学层面的 , 无法再进行切分的 。 所以 , 在古希腊时代 , 哲学家们得到的结论是:万物不能够无限细分 , 总会达到尽头 , 只不过对于尽头的那个构成有一些不同意见 , 最有名的就是德谟克利特的“原子” 。

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基本粒子
如今科学中提到的“原子”实际上是可以再分的 。 不过 , 自从德谟克利特之后 , 很少有人再去研究微观世界 。 这主要是因为观测仪器限制 。 一切到了20世纪前后发生了变化 , 科学家利用发展出来的各种仪器已经可以获得微观世界的一些物理现象 。

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卢瑟福就发现 , 原子当中还有原子核和电子 。 随后 , 他和他的学生查德维克又一进步撬开的原子核的世界 , 他们分别发现了原子核内的质子和中子 。

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他们用到的方法也很纯粹 , 就是用粒子去撞击原子核 , 以此来获得原子核内的信息 。 于是 , 科学家们就在思考 , 质子和中子是不是也可以再分?
科学家们就利用与卢瑟福和查德维克类似的方法来轰击质子和中子 。 结果他们就发现 , 当粒子轰击质子和中子时 , 会有三个不同角度的偏转 , 这意味着质子和中子内部应该还存在着其他粒子 , 它们要比质子和中子更小 , 科学家把它们成为:夸克 。

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科学家不仅探究了质子和中子的情况 , 他们还进一步建造了许多大型加速器 , 依旧是利用“撞”的形式来获取微观世界的物理学现象 , 还发现了许许多多其他的粒子 , 这也让理论物理学家很头疼 , 他们就在思考:如何用一个理论来描述这么多的粒子?

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这后来也就有了距离我们这个时代最近的理论物理学高峰:标准模型 。 在这个标准模型当中 , 存在着两种基本粒子 , 一种叫做费米子 , 一种叫做玻色子 。

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其中费米子包括了夸克 , 电子 , 中微子等粒子 , 而玻色子则包括了胶子 , 光子 , W玻色子和Z玻色子 , 希格斯玻色子 。 这个该如何理解呢?
我们可以把费米子理解成最小的构成单位 。 如果我们有一把神砍刀 , 把物质无限切下去 , 最后再也切不下的最小粒子就是费米子 。 那玻色子是什么呢?
玻色子是用来传递相互作用和赋予粒子质量的 。 我们来举个例子 , 就拿一个质子来说 , 它实际上是有三个夸克和胶子共同构成的 , 胶子就好像是“绳子”一样 , 把三个夸克绑在了一起 , 传递的是强相互作用 。 所以玻色子就好像是构成万物所用的“粘合剂”一样 。

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总结
从标准模型的理论来看 , 物质是不可以无限细分的 , 切到最后会剩下费米子 , 费米子包括:夸克 , 电子 , 中微子等等 。 但是仅仅有基本粒子是不可以构成物质的 , 宇宙中之所以有物质构成 , 还需要玻色子的加入 , 它们类似于万物的粘合剂 , 把费米子粘黏起来 , 或者保证物质的稳定性 。

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