自然界有意义的最小长度,我们或许永远无法理解其真正含义
人们常常渴望去探索浩瀚宇宙,宇宙的深邃让人无比向往,也难怪有这样一句话:我们的目标是星辰大海。
但是随着量子力学的不断发展,科学家们发现,宇宙的终极奥秘并不一定在浩瀚无边的宇宙,可能就在你我身边,在最微小的世界里,所谓的"量子世界"。
于是科学家开始深入到最微小的领域去探寻世界的本源,想知道物质到底由什么构成。
一开始人们以为原子就是最基本的粒子,原子不可再分,是非常实在的粒子。但是随着人类科技水平不断提升,能观测到越小越细微的存在。
后来发现原子也是有自己结构的,也是可以再分的,由原子核和核外电子组成。原子核由质子和中子组成,质子和中子由夸克组成。
那么夸克和电子呢?它们有没有自己的结构?
就目前的探测结果来看,科学家并没有发现夸克和电子有自己的结构,也就是说夸克和电子是不可再分的基本粒子,起码目前来看是这样。同时,由于夸克不能单独存在,必须三个结合在一起,所以科学家并不能直接观测到夸克,只能通过间接手段观察夸克。
但科学家们不会放弃,他们试图通向最微小的世界,尽最大努力测试电子和夸克等基本粒子是否可以再分。
几十年前提出的弦理论认为电子和夸克等粒子并非基本粒子,它们都是由更小的弦构成的,弦不停地振动,振动方式的不同就可以组成不同的粒子。不过弦理论确实很深奥,最大的问题是很难在实验中得到验证,更多地体现在深奥的数学公式描述上。
科学家利用超强的粒子加速器,让基本粒子以接近光速的速度碰撞,看看能不能分裂出更小的基本粒子,但越是深入到更微小的领域,对实验的要求就越高,直到今天,科学家也没能发现更小的粒子。
但不管基本粒子有多小,都不可能突破一个极限,那就是普朗克长度,大约10乘以10的-35次方米,小到难以想象,比电子的尺寸还要小10的负20次方。
普朗克长度是有意义的最小长度单位,任何小于普朗克长度的单位都没有意义。除了普朗克长度,还有普朗克时间和普朗克温度,它们可以帮助科学家解答很多现实问题。
不过由于普朗克长度如此之小,人类或许永远都无法理解其真正的含义!
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