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1700910880 要将两种材料变成合金,我们需要将两者加热。两者被加热到足够高温度后会熔化并混合成一种全新的材料,将原先的两种材料同时包含。
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1700910882 要让场融合起来,可以用同样的办法。但所需要的能量大得无法想象——高达一千万亿度的温度才能让电磁场与弱核力场统一成同一个。
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1700910884 一千万亿度绝对已经超出了我们今天所了解的宇宙范围了。
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1700910886 但未必一直如此。
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1700910888 事实上,这么巨大的能量的确存在过,在很久很久以前,到处都是。那时宇宙还年轻,体积也更小。萨拉姆、格拉肖与温伯格试图在纸上推算出当时自然的表现,他们成功地合并了电磁场与弱核力场,因此发现了电弱场。他们发现在极端条件下,一个单一的场统治着现在由两个不同的场统治的世界:电磁力与放射性。
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1700910890 下一步是将这个新的场与第三个已知的量子场,那个统治夸克与胶子在原子核中相互作用的强相互作用场统一起来。如果能够成功的话,我们或许就能构造出那个被恰当地命名为“大统一理论”的东西。要实现这一点,我们需要更高的能量。
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1700910892 高多少?
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1700910894 一个非常大的数字。大到往上加个十亿度二十亿度都产生不了什么差别的程度。
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1700910898 现在问题是,我们怎么知道这一切都是真实的?
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1700910900 我们怎么知道萨拉姆、格拉肖与温伯格算对了?更何况除了觉得“一”比“三”或“四”更合理之外,我们又怎么知道真的有个大统一理论有待发现?
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1700910902 因为在将现有的场统一起来建立一个新的场的过程中,物理学家预言这个新的场或许有着自己的基本粒子和作用力携带者。为了验证这些,他们建造了粒子加速器,已经存在的粒子在其中互相撞击。不仅粒子被撞碎,向我们展示自己由什么构成,撞击发生处周围的巨大能量还能激发沉睡于我们这片宇宙中的场。
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1700910904 到二〇一五年为止,这种撞击所产生的最大能量相当于在撞击处形成十亿亿度的高温。这听起来像是很高的能量,但记住我们谈论的是粒子加速器,它加速的不是奶牛或行星,而是小到不能再小的粒子。从现实的角度,这种微观粒子撞击产生的能量都不足以让蚊子飞起来,但在局部,这种撞击所释放的能量巨大。就像萨拉姆、格拉肖与温伯格预言的那样,全新的粒子(确切地说,W和Z玻色子)被创造出来——只有从电弱场的角度考虑才能合乎逻辑的粒子出现了。
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1700910906 我不知道你对此作何感想,但每一次此类成就都让我惊叹不已。
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1700910910 引力在这里又处于什么角色?要将四种场统一成一个,我们必须也考虑引力,为什么把它落下了?回答这个(棘手的)问题将是本书第七部分的目标。
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1700910912 但不要失去耐心,因为掌握了你现在看到的一切,就已经学到了我们对于构成你自身的物质所能够了解到的几乎所有一切,除了一个例外:你的质量。
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1700910914 这样说吧,你或许会惊讶自己怎么从来没有听人说起过:它看起来是一个很重要的问题,是不是?
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1700910916 好吧,质量来自何处?
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1700910918 你已经知道,恒星在其内部将小的原子核锻造成更大的原子核。
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1700910920 那么恒星是不是也会创造质量?
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1700910922 不,不是的。
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1700910924 恰恰相反。
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1700910926 由于聚变过程中显得多余的胶子遭到“驱逐”,聚合后的中子和质子损失了部分能量,根据爱因斯坦的方程式E=mc2,因此它们也就损失了部分质量。这就是恒星闪耀的能量之源。在前面你已经看到这个发生过程了。但这个过程还能让你了解到更多:如果逐出胶子而使得原子核损失了质量,这就意味着胶子就是质量。就是说,这部分原子的质量恰恰来自将夸克禁锢起来的虚拟胶子浓汤。实际上,当科学家们对此展开细致研究时,他们意识到这种存在于宇宙中所有中子和质子当中的“胶子浓汤能量”能够用来解释我们所知的非常多的物质的质量。非常多。但还不是全部。
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1700910928 例如,它没有告诉我们,为什么夸克和电子带有质量。或者它们是如何变得有质量的,因为它们曾经是没有质量的呀。
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