为什么要将分子进行分类,基本粒子由什么组成

在现代物理学的视野中,基本粒子是指人们认知的构成物质的最小或最基本的单位,是组成各种各样物体的基础,即在不改变物质属性的前提下的最小体积物质。在量子场论的理论框架下,这些基本粒子甚至作为点粒子来处理。就此而言,基本粒子与统一信息论所提出的极限粒子有相近的内涵。

基本粒子是组成各种各样物体的基础,基本粒子要比原子、分子小得多,现有最高倍的电子显微镜也不能观察到。质子、中子的大小,只有原子的十万分之一,而轻子和夸克的尺寸更小,还不到质子、中子的万分之一。基本粒子分为夸克、轻子和传播子三大类,共有62种。其中,轻子主要有电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子以及它们的反物质基本粒子共计12种;夸克有上夸克、下夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克、奇夸克6味,而每一味有三色,加上它们的正反粒子,共计3色×正反粒子=36种;规范传播子(规范玻色子)包括参与胶子-强相互作用的8种媒介粒子,参与光子-电磁相互作用的一种媒介粒子,参与W 及 Z 玻色子-弱相互作用的3种媒介粒子,引力子-引力相互作用的1种媒介粒子,还有一种就是希格斯玻色子,共计14种。

在夸克理论提出后,人们认识到以前所本来以为是基本粒子的中子质子也有复杂的结构,故一般不提“基本粒子”这一说法,但按照现代物理学的观点,上述62种粒子仍然被认为是不可分的最小物质体,故仍然属于他们所以为的当然的基本粒子。而随着他们认为已经发现了作为最后一种基本粒子的希格斯玻色子后,他们便认为所有的可预见的基本粒子均已经被发现,从而认为标准模型已经完美建立。果真如此吗?站在统一信息论角度上,如果这62种粒子真的是物质层面不可再分的基本粒子,那么这些基本粒子就等同于统一信息论所认为的极限粒子,但事实并非如此。

一、 所有的“基本粒子”均可能并不基本

根据《统一信息论》《紫微星明》理论推断,人类最可能发现的极限粒子(等同于严格意义上的基本粒子)是夸克、中微子、W及Z玻色子,但现在通过进一步分析,我们发现这些仍然可能还不是极限粒子。下面就让我们首先来分析一下作为轻子族最典型代表的电子。

1、电子属于复合粒子而不是极限粒子

我们已经知道,物质衰变或物质被破坏的时候,物质的质点会转化为能量子并释放出来形成辐射电磁波,这就为我们找到了粒子的能量子构成提供了线索。

实验室中X射线是通过X射线管产生电子束轰击靶极而产生的,故理论上可以认为,X射线是由于原子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的,所以X射线光谱是原子中最靠内层的电子跃迁时发出来的。这说明,X射线与电子的形成有密切关系,否则就难以说明电子何以会在迁跃时发射X射线,也就是说:X射线可能就是被集合成电子的能量子。由此可认为,电子具备通过X能量子转换为质点后而形成极限粒子的初步条件,但这需要通过进一步的推论才能确知。

电子

已知X射线的频率在3×1016~3×1018 Hz之间,电子的质量为9.1×10-31Kg。根据极限粒子的质量公式,可以计算出由X射线(X能量子)集合成X极限粒子的质量范围为:

m上= 8×hv/ c²=5.8898392×10-50v=5.8898392×10-50×3×1018=

1.7669517×10-31 kg

m下= 8×hv/ c²=5.8898392×10-50v=5.8898392×10-50×3×1016=

1.7669517×10-33 kg

从X极限粒子的质量范围来看,电子的质量显然超出了极限粒子的条件。同时,由于X射线的频率有范围大小的不同,其所集合而成的X极限粒子也应该有不同质量的种类,但电子却只有一种,其质量也是个恒定值。所以,电子不具备极限粒子的条件,它应该是由多种不同X极限粒子集合而成的相应复合粒子,也只有这样才能解释X射线具有不同频率的原因。当然,电子也可能是由高于X能量子频率的能量子集合而成的极限粒子,但这个结论至少还缺乏实验证据。

另外,科学界上的初步发现也正在证实电子不是极限粒子的观点。据新华社伦敦09年8月2日电(记者黄堃)。英国研究人员最近通过实验证实了电子可分裂为自旋子和空穴子的理论假设,这一进展将有助于研制下一代量子计算机。英国剑桥大学日前发布新闻公报说,该校研究人员和伯明翰大学的同行合作完成了这项研究。公报称,电子通常被认为不可分。但1981年有物理学家提出,在某些特殊条件下电子可分裂为带磁的自旋子和带电的空穴子。剑桥大学研究人员将极细的“量子金属丝”置于一块金属平板上方,控制其间距离为约30个原子宽度,并将它们置于约零下273摄氏度的超低温环境下,然后改变外加磁场,发现金属板上的电子在通过量子隧穿效应跳跃到金属丝上时分裂成了自旋子和空穴子。自旋子和空穴子究竟什么?他们没有说明,现象他们在没有将认识提高到极限世界视域时,也是不可能认知到这个问题的,但可以确定电子是一种复合粒子。

综上所述,可以初步认为电子属于由X极限粒子组合而成的复合粒子。不过,由于电子还属于反物质,那么,组成电子的X极限粒子就应该属于反极限粒子,它是由负X能量子集合而成的。因此,电子的确切定义应该是这样的——电子是由反X极限粒子参与组合而成的复合粒子。

2、中微子具有极限粒子的质量特征,但因其电荷为零,说明其很可能也是复合粒子

统一信息论认为,中微子具有极限粒子的特征(参阅《统一信息论》《》)。中微子的质量至今没有正确测定,只是被确定为质量极小约小于电子质量的百万分之一。据此,可以初步认为中微子的质量应该小于9.1×10-31Kg×10-6=9.1×10-37Kg。假如中微子是极限粒子的话,那么,集合它的能量子频率将低于1013量级,而这一量级的能量子将首先在红外线波普中出现。红外线的频率在1×1012~4×1014 Hz范围内,由其能量子集合而成的红外极限粒子的质量范围为:

m上= 8×hv/ c²=5.8898392×10-50v=5.8898392×10-50×1014=

5.8898392×10-36kg

m下= 8×hv/ c²=5.8898392×10-50v=5.8898392×10-50×1012=

5.8898392×10-38kg

由此也可以看出,中微子的质量与红外极限粒子比较符合。当然,中微子也可能是由频率更低的无线极限粒子复合而成,但在中微子经常出没的物理过程中,却基本没有可能发现频率低于红外线的无线电波,反倒是经常发现大量的红外辐射。事实上,绝对零度(-273℃) 以上的物体都在不断辐射红外电磁波,而宇宙中也到处充斥着中微子。据科学推测,宇宙中充斥着大量的中微子,大部分为宇宙大爆炸的残留,大约为每立方厘米100个。

统一信息论对出现上述这种情况的解释是:中微子就是由红外能量子集合而成的红外极限粒子,这可以很好说明中微子和红外线大量充斥宇宙的原因。由于红外线的波动性较强,这使其在被集合成中微子的时候,往往表现得相对不稳定,因此而容易衰变且易受外来因素的破坏,故作为红外极限粒子的中微子往往会容易失去时空和质量,而使红外质点转化为红外线。这就是为什么物质都会不断发射红外线的原因。

不过,统一信息论只是说明中微子在质量范围上具有极限粒子的特征,但却不能肯定它就是极限粒子,因为中微子的电荷性为中性零。按照统一信息论,所有的极限粒子都会被分为正负(反)两种极限粒子的,在这种情况下,如果一种粒子的电荷性为零,那么这种情况下只有通过数量相同而性质相反的极限粒子相结合后才能形成,即是说中性粒子一定是复合粒子。因此,中微子极有可能是多种极限粒子的复合体,而不可能成为基本粒子(或者说极限粒子)。因此,中微子可能还不是极限粒子,它属于一种新类型的微观粒子。

当然,还有另外一种情况,即由于中微子的电荷性太弱小,以至于我们无法测定出它的电荷性,如真是这样的话,那么中微子才具备极限粒子的可能性,但目前还是没有充分条件判断中微子的属性。

3、上夸克、下夸克具备极限粒子的特征

统一信息论认为,在夸克一族中,上下夸克最具备极限粒子的特征。

我们已知,质子、中子等核物质是由夸克构成的,而γ射线是原子核能级跃迁蜕变时释放出的射线,核反应时往往也伴随着大量的γ射线辐射并同时产生质量亏损。据此,我们初步认为夸克是由γ射线集合而成的极限粒子构成的,不过这需要进一步推论。

已知γ射线的频率在3×1018~3×1020之间,上夸克的质量2.6745×10-30kg~7.132×10-30kg,下夸克的质量6.0622×10-30kg~1.4264×10-29kg。根据极限粒子的质量公式,可以计算出由γ射线(γ能量子)集合成γ极限粒子的质量范围为:

m上= 8×hv/ c²=5.8898392×10-50v=5.8898392×10-50×3×1020=

1.7669517×10-29kg

m下= h8×hv/ c²=5.8898392×10-50v=5.8898392×10-50×3×1018=

1.7669517×10-31kg

由此可以看出,夸克的质量恰好在γ极限粒子的质量范围,且夸克的质量也不是恒定的,而具有一定的质量范围,这也符合由多种频率γ射线集合成多种γ极限粒子的特点。因此,据此也可以初步认定:上夸克和下夸克就是γ极限粒子。

但是,由于夸克的电荷值为分数,是基本电荷的+2⁄3倍或-1⁄3倍,这就给夸克的极限粒子特征打下了一个大大的问号!统一信息论认为,极限粒子与中子质子等微观粒子的体积相差接近60个数量级,正是靠巨量的极限粒子才成就了质子等微观粒子的1个基本电荷数,这说明每个极限粒子的电荷数应该与质子差距甚大。在这种情况下,如果夸克是极限粒子,那么其电荷数怎么可能达到基本电荷的+2⁄3倍或-1⁄3倍?所以,另外一种解释就是:夸克仍然不是极限粒子,它可能属于一种新类型的微观粒子。

当然也存在另外一种情况下,即极限粒子的电荷数均为基本电荷的+2⁄3倍或-1⁄3倍,但质子等微观粒子所拥有的正负极限粒子大致相等,以至于使夸克的电荷得以恰好成就了质子的1个基本电荷数,但这种情况显然是极其微乎其微的。

4、W 及 Z 玻色子也无法确定其一定是极限粒子

W 及 Z 玻色子是1983年在欧洲原子能研究中心(CERN)被发现的。下面,我们将通过计算来判断一下W 及 Z 玻色子是极限粒子的可能性。

W质量=80.4GeV×1.783×10-30=1.433532×10-28kg/5.8898392×10-50kg

=2.433906×1021个极限质量单位。

Z质量=81.2GeV×1.783×10-30=1.447796×10-28kg/5.8898392×10-50kg

=2.4581248×1021个极限质量单位。

根据《统一信息论》第二章第五节“丰富多彩的极限世界”可知,W 及 Z 玻色子的质量稍微大于由γ射线所集合而成的γ极限粒子的范围,而大于这个范围的极限粒子将属于由能量大于γ射线的未知高能射线质点化后集合而成的大质量极限粒子,即暗物质大极限粒子,故W 及 Z 玻色子有可能是大质量极限粒子。不过,这仅仅是一种就质量的单方面分析结果,而极限粒子的特性还有很多,因此这种大质量极限粒子也有很多可能是多个极限粒子集合而成的微观粒子。

由此可见,在人类自称已经发现的62种基本粒子中,作为最有可能具备极限粒子条件的夸克、中微子、W及Z玻色子尚且要打上一个大大的问号,更不用说其他所谓的基本粒子了。因此,极有可能的结论是:人类迄今为止还没有发现一个极限粒子,所有的“基本粒子”并不基本。

二、 丰富多样的极限粒子决定了微观粒子种类具有无限多样性

由于所有的“基本粒子”具有很大可能性并不基本,那么我们倒不如把所有已经发现的小于宏观物质的包括分子、原子、中子质子、电子、轻子、夸克、传播子等粒子统一称之为微观粒子更为合适,而把所谓的62种基本粒子可以称之为基本微观粒子。微观粒子是指由极限粒子集合而成的微观物质粒子,其实质就是具有一定内在稳定性的极限粒子复合体。微观物质粒子的空间尺度的数量级范围应大于等于2个极限粒子且小于等于分子的尺度,即3.2×10-35m ~10-9m。小于该尺度的事物都属于极限世界,大于该尺度的事物属于宏观世界。这是一般情况下的微观物质粒子的尺度,但也有例外的情况,如蛋白质的分子直径达到了胶体微粒的大小10-9m~10-7m,但它属于微观粒子。据此可以认为,如果说极限粒子是最基础的初级物质单元体的话,那么,由极限粒子构成的微观粒子就是中级物质单元体,我们把它们统一称之为微观物质。与极限物质不同,微观物质是由极限粒子逐级复合而成的复合粒子,微观物质是分层次的。按照由极限粒子组成的层级不同,其种类可分为作为第一层级单元体的基本微观粒子(又叫基本粒子)、第二层级单元体的原子、第三层级单元体的分子等三种。

极限粒子开启了物质之始,尽管其所形成的时间较短,其形成之始所寄寓的空间甚至远不如一个电子的空间大,但由于奇点宇宙赋予了极限粒子的无限多样性,这使其为物质被进一步集合成更加丰富多彩的物质世界奠定了基础。极限粒子形成后,会因其所呈现的性质而产生不同的相互关系和作用。按照质量大小,极限粒子理论上总体可分为大质量极限粒子、可感极限粒子、小质量极限粒子。

1、大质量极限粒子

大质量极限粒子是指由能量大于γ射线的未知高能射线质点化后集合而成的极限粒子。理论上,这种极限粒子的质量可能特别大,正是由于这个原因加上稳定的8点时空结构,才使得这种大质量极限粒子的结构极为稳固,其稳固程度足以使其物质属性无法对外彰显。同时,由于大质量极限粒子自身具备特别高的物质特性,使其很难形成质量亏损而对外形成辐射,故由大质量极限粒子构成的物质对外难以彰显信息,这就造成了所谓的“暗物质”。通过分析,我们已经基本确定了人类已发现的两种大质量极限粒子——W 及玻色子及 Z 玻色子(参阅《紫微星明》第三章第二节第三部分),这两种极限粒子在大质量极限粒子中,属于质量较低的极限粒子,可能正是基于它们属于暗物质的“轻子”的缘故,而更容易被首先发现。

由于能量子的能量达到一定程度后,因其能量性过大的原因,使其不能在实在宇宙空间中集合成极限粒子,它需要进一步分解到可以进行质点化的时候,才可以形成大质量极限粒子。因此,大质量极限粒子的种类也是有限的,只不过我们还无法确定能够质点化的能量子上限而已。理论上可以肯定的是:大质量极限粒子的种类应该为数不少,且由于其质量较大,由其所构成的暗物质的质量应该在宇宙中占据很大的比例。相信随着时间的推移和认知水平的提高,人类将会发现更多的暗物质极限粒子。

大质量极限粒子还可以进一步划分为宇宙正负极点的极限粒子、超大质量极限粒子与大质量极限粒子。超大质量极限粒子构成了包括宇宙中心极限粒子固体、超级类星体等超级天体,后者则主要是类星体的来源。

2、可感极限粒子

可感极限粒子是由人类目前所能观测到的各种能量子质点化后集合而成的极限粒子。之所以这样称呼,主要是用来说明这种极限粒子构成人类目前所已发现的各种可观测到的各种物质,虽然包括可感极限粒子在内的大多数极限粒子仍然是人类目前无法观测到的。比如,构成强子的夸克γ极限粒子、构成电子等轻子的X极限粒子、各种由紫外射线构成的紫外极限粒子、构成自然界中各种色彩物质的可见极限粒子、红外极限粒子(中微子)、无线极限粒子。这些极限粒子都是普遍存在的,正是由于它们的存在及其分解为各种频率能量子,才能使我们感知各种色彩,才能赋予宇宙五彩缤纷的世界。

根据物质质量公式,极限粒子的质量是由组成该物质质点的能量大小决定的,而质点的能量又是由转化为该质点的能量子等量转换过来的。因此,物质的质量就与转化为该质点的能量子频率成正比,而理论上的能量子频率具有不确定的无限性。如此看来,极限粒子也应该无限多样的。下面,仅就人类所能观测到的电磁波来分析一下极限粒子的大体种类。已知电磁波的波长和频率如下:

无线电波:波长3×108~3×10-4m;频率1~1×1012 Hz

红外线:波长3×10-4~7.5×10-7m;频率1×1012~4×1014 Hz

可见光 :波长7.5×10-7~4×10-7m;频率4×1014~7.5×1014 Hz

紫外线 :波长4×10-7~1×10-8m;频率7.5×1014~3×1016 Hz

X射线:波长1×10-8~1×10-10m;频率3×1016~3×1018 Hz

γ射线 :波长1×10-10~1×10-12m;频率3×1018~3×1020 Hz

上述电磁波都可通过物质衰变辐射或者物质结构破坏辐射而产生,且能观测到,故这些电磁波都应该来源于相应的极限粒子本身,否则上述电磁波就无从产生。据此,我们就可以根据极限粒子的质量公式8×hv/ c²=5.8898392×10-50v,按照其所蓄含极限质量单位的多少将极限粒子进行分类如下(J为极限质量单位):

无线极限粒子:质量约为1~1×1012J。

红外极限粒子:质量约为1×1012~4×1014 J。

可见极限粒子 :质量约为4×1014~7.5×1014 J。

紫外极限粒子:质量约为7.5×1014~3×1016 J。

X极限粒子:质量约为3×1016~3×1018 J。

γ极限粒子(夸克) :质量约为3×1018~3×1020 J。

由于普朗克长度的限制,处于构成可感极限粒子波段的能量子波长的差距必然有一个最小值。因此,可感极限粒子的种类也是有限的,但即使如此,可感极限粒子的种类也应非常繁多。

3、小质量极限粒子

小质量极限粒子是由频率小于1Hz的极小能量子质点化后集合而成的极限粒子,极小能量子对应的电磁波是无限小电波。理论上,虽然质量过小的极限粒子较易形成,但由于稳定程度与其质量成正比,所以,极限粒子的质量不可能无限小,宇宙中一定存在具有最小质量的极限粒子。

小质量极限粒子对宇宙空间的膨胀和收缩起到至关重要的作用。由于形成小质量极限粒子的能量子的能量极低,高能能量子可以分解成低能量子,而在宇宙的不断膨胀中,高能能量子也必然会进一步分解,直到小到能足以形成极限粒子为止。因此,宇宙中必然不断充斥着大量极小能量子,这些能量子虽然能量极小,但其所集合而成的每个极限粒子却仍然够占据一个极限空间(如:科学理论上的所谓引力子现象很可能就是指这种小质量极限粒子分解后所带来的一种时空收缩现象)。因此,宇宙必然会呈现不断地膨胀甚至加速膨胀的现象。

由此可见,极限粒子的质量差别极大,种类繁多。仅就上述所列举可感极限粒子的质量最大差距也在1020倍以上,其质量范围约在5.8898392×10-50kg~1.7669517×10-29kg之间,但理论上的差距可能还要远大于这个数量级。宇宙中很可能存在许多由能量远大于γ射线集合而成的大质量极限粒子,也可能存在由许多能量低于无线电波集合而成的小质量极限粒子,这些极限粒子将构成宇宙中一些难以被人类所察觉的物质世界。

另外,理论上的上述每一种能量子和相应的极限粒子是作为正能量子和正物质论述的,它们都应该存在对应的反方面的能量子和反极限粒子。因此,作为与正极限粒子反方面的极限粒子还可以分为反大质量极限粒子、反可感极限粒子、反小质量极限粒子,当然还可以进一步分类。反极限粒子也应该充斥于我们这个宇宙(电子就是有反X极限粒子构成的反物质),使其能与正极限粒子共同维持宇宙的收缩与膨胀。宇宙内的极限粒子的确存在许多种类,而受认知能力的限制,人类对极限粒子的认识是极为有限的,尤其是对于那些数量级极小的极限粒子更是难以认知,特别是以往固有的科学认知方式的局限性更是限制了人类在这方面的认识。

由此可见,极限粒子具有无限种类,既然如此,即便站在统计学和概率论的视角上,作为由极限粒子集合而成的基本微观粒子等微观粒子的种类应该比极限粒更加多样化,具有理论上无限多样性。在这个前提下,微观粒子怎么可能是有限的哪?怎么可能仅仅有62种基本微观粒子哪?这使我们不得不确信,现代科学的局限性已经蒙瞎了人类的双眼,使他们居然可笑地宣称已经完美构建了由全部62种基本粒子构成的标准模型大厦。我想造成这种现象的主要原因在于:人类目前已经来到了更加纵深的极限领域,来到了超越现代科学新文明认知方式时代,但现代科学的视域却仍然故步自封地局限于纵向的微观领域,相对浅薄的认知水平已经严重束缚了科学的发展。此外,人类自身观测能力不能达到极限世界,也是另外一个诱因。

(全文参考《紫微星明》)

紫微星明

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