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极简宇宙史 第6章 最后的力量
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现在,你已经看到了两种量子场,一种负责所有的电磁作用,另一种形成了人类已知的最强大力量——名副其实的强相互作用,以及它延伸出来的强核力。
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在某种意义上,这些作用力及它们所属的场都是建筑之力。虽然磁荷会彼此吸引或排斥,但电磁力确保了电子能留在原子核周围。没有它,电子可能飞走,或者坍塌到原子核中,这些之所以没有发生,是因为虚拟光珠阻止了这种行为。电磁场提供了原子的电稳定性以及原子们互相分享电子、组建分子,以及形成我们自己的物质构成的机制。
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另一方面,强核力管理着原子核自身内部。它将中子与质子拉在一起,构建起原子核。没有它,所有的原子核都会解体,我们会在一瞬间变成一团质子与中子之雾,地球与其他所有物质都一样。
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构成这一切的根本,是将夸克禁锢在这些质子与中子之中的强相互作用以及从背景中出现的胶子,它们创造了质子与中子。
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现在你已游览了这两种场,看到了它们相互作用的粒子和作用力携带者,是它们给了这个世界坚硬的性质,虽然迷幻,但还是能被把握。你见到了电子与光子互相的嬉戏和转化。你见到了胶子与夸克都在珍贵的金原子或平常的氢原子的核中摇摆。氢原子虽然普通,却是宇宙中质量最小、含量最多的物质构材,恒星们在内核里将它们融合在一起,建造出最终构成你我的物质。
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氢原子,它或早或晚的枯竭将会引发宇宙中所有恒星的死亡……
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想到这最后一句话,你忽然记起了五十亿年后我们太阳的命运,一下子恢复了自己正常大小,留下那个缩微版的你依然在某处飘荡,逗留在那个你以正常眼睛无法看见的世界。
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自从你舒服地躺在小岛沙滩上懒洋洋地仰望星辰以来,你对宇宙的感知已经发生了巨大的改变。你现在已经知道没有什么是真正空的,所有东西都与其他所有东西相互作用,直到原子的最深处,正是这些遥远的相互作用,构建了原子并让它们成为一个整体。
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你厨房窗外的天空,现在已经变红。太阳正在西边落下,将大片云层涂上火烧般的色彩。
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喝着已经变冷的咖啡,你漫不经心地走了几步,站到窗边向外看去,看向天空,忽然之间,你明白了恒星世界的真相。
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宇宙里所有的恒星都发射出光芒,将光子与各种粒子投向自己的周围,这些光子和粒子都是它们内核中原子核聚变工厂的直接或间接产物。虽然引力——在自己周围的时空中所引起的弯曲——让每一个接近或经过自己周围的物体掉向自己,但那些粒子与光子的风暴则是向外吹去,朝向太空,朝向远方,在不可见但充满整个宇宙的背景场中辐射出阵阵涟漪。
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宇宙就像一个巨大的海洋,一些(非常认真的)太空工程师们想要建造有着巨大风帆的宇宙飞船,巨大的风帆将利用太阳风将飞船带入宇宙深处,这样,宇宙水手们就能沿着时空曲线前进,不需要任何燃料……
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夜晚已经降临,你纹丝不动。天空一片晴朗。你注视着星空。星星不是很多,这儿的光污染太强。你知道从这里看到的星星与你在热带岛屿上看到的不同。你正接受着来自银河系不同地方的恒星们所释放的光子。那些都是恒星,巨大的球体,它们的引力能量通过原子核的融合将大原子从小原子中制作出来。
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真令人惊叹,多少有些与我们人类所习惯的相反,一切东西看起来都构成了某种建造的力量。
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看起来似乎如此,因为你还没看到我们知道的所有东西。
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要看到所有,我们还需要第三个量子场。
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第三个充满整个宇宙的海洋,与另外两个一样,但这个海洋里基本作用力的携带者既不是光子,也不是胶子或介子。
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在某种意义上,我们可以把这个场看成一个毁灭的场,一个将另外两个场建造起来的东西拆除的场。它是统治我们宇宙的四种作用力中的最后一种。
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这最后一种作用力也是核力:就像你已经看到过的强核力,它只作用于组成原子核的构件上。但这个作用力比强核力弱许多,因此被称为“弱核力”。它所属的无处不在的量子场被称为“弱核力量子场”,弱核力量子场有着属于它自己的基本粒子和作用力携带者。自发的原子核分裂,一个被称为“放射性”的过程就是它的特征之一。
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在你出发去见证放射性现场反应之前,或许应该提醒你,放射性夺去了许多它的发现者们的生命。因为他们不知道这种致命的不可见光会慢慢地打碎自己身体,他们不加防护地处理那些具有很强放射性的原始材料,受到了大剂量的辐射……伟大的波兰裔法国科学家玛丽·居里——唯一一位获得过诺贝尔物理学奖(一九〇三年,表彰她共同发现了放射性)和诺贝尔化学奖(一九一一年,表彰她发现了两种新原子:镭和钋)的科学家,就是这许多牺牲者之一。她或许不知道自己因何去世,但你即将看到的东西,就是如果她有着今天我们所具备的知识就应该能够看到的情形,要是她也能像你一样变成缩微版的话。
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你把冷咖啡倒入水池,意识已经又回到了缩微版的自己身上,你那微小的眼睛过了一小会儿才适应了黑暗。
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