探討萬物的基本構(gòu)件

秦勝華

（漯河市召陵區(qū)姬石鄉(xiāng)宋寨村，河南漯河462025）

探討萬物的基本構(gòu)件

秦勝華

（漯河市召陵區(qū)姬石鄉(xiāng)宋寨村，河南漯河462025）

質(zhì)能公式、光的波粒二象性、自由粒子的波動性都證明了實物粒子是由光子組成的。光子有兩種存在形式：一種是能夠傳播的光子，一種是不能傳播的光子。不能傳播的光子就是組成萬物的基本構(gòu)件即基本粒子，其直徑比能夠傳播的光子波長短得多。電子就是單個不能傳播的光子。基本粒子與光子之間可以相互轉(zhuǎn)化，從而揭開了實體物質(zhì)所蘊(yùn)藏巨大能量的秘密，也說明了電、磁、光、實體物質(zhì)、能量在本質(zhì)上具有統(tǒng)一性。

基本構(gòu)件；質(zhì)能公式；不能傳播的光子；基本粒子

很長時間以來，人們認(rèn)為原子是不可再分的，是各種物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件。20世紀(jì)初，人們認(rèn)識到原子是原子核和電子構(gòu)成的。1932年中子被發(fā)現(xiàn)后，人們進(jìn)一步認(rèn)識到構(gòu)成原子核的是質(zhì)子與中子。現(xiàn)在，人們知道無論是原子還是組成原子的質(zhì)子和中子都是可以再分的。那么，真正的基本粒子到底是什么，或者說組成世界萬物的最基本的構(gòu)件到底是什么，本文擬對此問題做一點探討［1］82-87。

1 關(guān)于不能傳播的光子是組成萬物的基本構(gòu)件的構(gòu)想

相對論一個重要結(jié)論就是愛因斯坦質(zhì)能公式：

這個公式把物質(zhì)的能量和它的質(zhì)量直接聯(lián)系起來了，它說明一定的質(zhì)量對應(yīng)于一定的能量，其聯(lián)系紐帶就是c2。物質(zhì)的能量和它的質(zhì)量由c2作為聯(lián)系紐帶，這就意味著實體物質(zhì)粒子應(yīng)該是由光子組成的。光子具有波粒二象性，一切微觀粒子都具有波粒二象性。一個光子的波長是

一個自由粒子的波長是

把公式（2）與公式（3）作比較，它們非常類似，這說明光子與微觀粒子都具有類似的波粒二象性。自由粒子為什么會和光子一樣具有波粒二象性呢？答案應(yīng)該是實物粒子也是由光子組成的。光子應(yīng)該有兩種：一種是能夠傳播的電磁波，一種是不能傳播的電磁波。不能傳播的電磁波就是組成萬物的基本構(gòu)件。

2 關(guān)于能夠傳播的光子

圖1 能夠傳播的光子Fig.1 Photon that can be transmitted

單個光子的傳播如圖1所示。光子是橫波，它傳播時，電場強(qiáng)度E與磁場強(qiáng)度B互相垂直，二者均與波的傳播方向垂直。周期性變化的電場E產(chǎn)生周期性變化的磁場B，周期性變化的磁場B又產(chǎn)生周期性變化的電場E……周期性變化的電場E與周期性變化的磁場B交替產(chǎn)生由近及遠(yuǎn)地沿z軸向外傳播。這種光子不能靜止，也沒有靜止質(zhì)量，它在真空中傳播的速度只能是光速，一旦靜止就不存在了。

3 關(guān)于不能傳播的光子

空間中既然有能夠傳播的光子，就應(yīng)該有不能傳播的光子。不能傳播的光子如圖2所示。不能傳播的光子也是橫波，它震動時，電場強(qiáng)度E與磁場強(qiáng)度B互相垂直，周期性變化的電場E產(chǎn)生周期性變化的磁場B，周期性變化的磁場B又產(chǎn)生周期性變化的電場E。……周期性變化的電場E與周期性變化的磁場B交替產(chǎn)生卻不能向外傳播。這種原地踏步走的光子應(yīng)該是組成萬物的基本構(gòu)件——基本粒子，并具有靜止質(zhì)量。

圖2 不能傳播的光子Fig.2 Photon that cannot be transmitted

4 結(jié)語

組成萬物的基本構(gòu)件到底是什么？現(xiàn)在，人們知道，原子由原子核和電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成，質(zhì)子、中子由夸克構(gòu)成。夸克由什么粒子構(gòu)成……如果按照這個思路尋找下去，取決于我們所能得到多高的粒子能量［1］86-87。薛定諤曾設(shè)想，波是基本的，粒子只是許多波組合起來的一個波包，波包的速度也就是粒子的速度，波包的活動表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)。可這一設(shè)想被實驗否定了。波包是不同頻率的波組成的，不同頻率的波在媒質(zhì)中的速度不同，這樣一個波包在媒質(zhì)中會逐漸擴(kuò)展而消失。可實驗中觀察到的電子不會在媒質(zhì)中擴(kuò)展而消失。波在二媒質(zhì)的界面上可分為反射和折射兩部分，而一粒電子是不可分的［2］86-87。如果薛定諤曾設(shè)想不能傳播的電磁波是基本的，那么，其設(shè)想就不會被實驗完全否定；如果不能傳播的光子就是組成萬物的基本構(gòu)件——基本粒子，那么基本粒子與高能光子之間就能夠互相轉(zhuǎn)化，且基本粒子的直徑比光子的波長短得多。如正電子遇到電子時就會湮沒，從而產(chǎn)生兩個γ光子。反過來兩個γ光子在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為正負(fù)電子對。經(jīng)典電子半徑為2.82× 10-15m，直到4×10-16m的半徑，仍然沒有發(fā)現(xiàn)電子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)［2］400-401。

綜上所述，電子很可能是單個不能傳播的光子——基本粒子或基本粒子的一種。

一個靜止的基本粒子全部轉(zhuǎn)化為能量為

把靜止的基本粒子看作不能傳播的的光子，它的能量為

把公式（3）與（4）合并，一個靜止的基本粒子所蘊(yùn)藏的能量就可以用下式表示

這就從理論上說明了實體物質(zhì)所蘊(yùn)藏巨大能量的原因。如果不能傳播的光子就是萬物的基本構(gòu)件，那么，電、磁、光、實體物質(zhì)、能量在本質(zhì)上就具有統(tǒng)一性，實體物質(zhì)也只不過是光子的另一種存在形式、一種主要存在形式，原子、原子核、質(zhì)子、中子、夸克也只不過是不能傳播的光子不同組合而已。

［1］史蒂芬·霍金.時間簡史［Μ］.許明賢，吳忠超，譯.長沙：科學(xué)技術(shù)出版社，2002．

［2］褚圣麟.原子物理學(xué)［Μ］.北京：高等教育出版社，1979．

Explore the Basic Elements of the World.

QINSheng-hua
(Luohe CityZhaolingSongzhai Village,Luohe 462025,China)

The mass energy formula,the light wave particle duality of second like,free particle volatility have proved the material particles are composed of photons.There are two kinds of forms:one is to be able to transmit the photons,one is not the transmission of photons.The photons that cannot be transmitted are the basic components of the universe,or the basic particles,whose diameter is much shorter than the wavelength of the transmitted light.The electron is a single,can not spread of the photon.The basic particles and photons can be transformed into each other, thus revealingthe tremendous energy ofthe solid material,alsoshows that the electric,magnetic,optical,physical,energy in nature has a unity.

Basic elements;Mass energyformula;Photon;Basic particle

O41

B

1674-8646（2015）10-0012-02

2015-08-16

秦勝華（1973-），男，河南漯河人，高中畢業(yè)。喜歡閱讀物理學(xué)與哲學(xué)書籍，也喜歡物理試驗，申請過兩項專利，其中七彩虹燈罩專利的原理被編入北京師范大學(xué)出版社出版的八年級物理教師教學(xué)用書。