每日速读!组成万物的微观粒子到底是什么？给你最通俗的解释！

每天一睁眼，我们都能看到丰富多彩的世界。但是你有没有想过，我们所在的宏观世界到底是由什么组成的，如果把一个物体无限分割下去，最终会得到什么呢？

(资料图)

科学家们也有这样的困惑，于是他们开始不断探索微观世界，试图找到组成宏观世界的基本单元。

在探索微观世界的过程中，科学家发现了各种粒子，也知道了微观基本粒子是组成万事万物的基本元素，是万物的基础。

基本粒子比分子和原子小得多，即便是现代最高倍的显微镜也很难直接观察到它们的存在，但科学家们有的是办法找到它们存在的证据。

在19世纪中叶，科学家普吕克做了一个这样的实验。

首先他准备了一个玻璃管，把玻璃管里面的空气尽可能抽干净，然后在试管的两端安装电极板，输入上千伏的电压。

之后普吕克有了惊人的发现：阴极试管壁上不断闪烁绿色的光，但是他并没有看到有任何东西发射出来。

绿色的光到底是什么呢？科学家们说法不一，但根据他们的经验，答案只有两个：波或者粒子。

接下来的几十年里，科学家们不断对普吕克的实验进行各种改进。19世纪末约瑟夫·约翰·汤姆森在阴极射线加了磁场或电场，发现射线的轨迹出现偏转，由此他给出这样的结论，阴极射线是某种带负电的粒子。

然后约瑟夫·约翰·汤姆森不断调节电场或者磁场的强度方向，计算出阴极射线的速度，然后计算出这种负电粒子的荷质比。

得出的荷质比结果让汤普森感到吃惊，因为这个荷质比实在太大了，达到氢荷质比的1836倍，荷质比预测，带负电的粒子肯定是某种新粒子。

汤普森根据他的实验结果发表了相关论文报告，宣称自己发现了全新的粒子，也就是电子，比原子更小的粒子。

电子的发现，是人类探索微观世界的又一个里程碑。

之后，科学家不断深入探索微观世界和微观粒子，用α粒子轰击核，又发现了中子，发现原子核由中子和质子组成的，并把中子和质子称为基本粒子。

经过半个多世纪的不断探索，科学家们发现了多达近百种基本粒子。同时，随着粒子加速器的应用，不断有新的基本粒子被发现。

随着越来越多的基本粒子浮出水面，一开始科学家们很高兴，认为他们很快就会探索发现微观世界的本质，但结果事与愿违，他们发现基本粒子实在太多了，比元素种类还要多，而且还相当混乱，科学家们一时间不知道该如何把那些基本粒子进行分类。

后来经过科学家们的不懈努力，建立了标准粒子模型，把看起来非常混乱，数量众多的基本粒子进行了归类。

之所以建立标准粒子模型，是因为科学家想更好地统一自然界四种基本作用力，分别是引力，电磁力，强力和弱力。

根据标准粒子模型，虽然微观粒子很多，但总体可以分为两大类：费米子和玻色子。

费米子很好理解，就是我们通常所说的基本粒子，比如说电子，夸克等，也就是组成物质的基本单元。

而玻色子是负责传递基本作用力的粒子，也被称为传播子或者媒介子，费米子通过玻色子传播基本作用力而连接在一起。比如说中子和质子都是由三个夸克组成，三个夸克之间通过胶子传递强力粘结在一起，胶子就是玻色子。

玻色子可以分为四种，分别是引力子负责传递引力，光子负责传递电磁力，胶子负责传递强力，玻色子负责传递弱力。四类玻色子中，除了引力子之外，其他玻色子都已经被发现。

当然，还有一个更重要的粒子，希格斯玻色子，也被称为上帝粒子，能够赋予基本粒子以质量。

费米子都遵循泡利不相容原理，也就是说，两个及两个以上的费米子不能拥有相同的量子状态。同时，根据标准粒子模型，费米子是基本粒子，不能分割为更小的粒子，起码根据目前的理论我们做不到这点。

费米子又可以分为两大类，分别是夸克和轻子，这两类费米子又可以分为24种味，也就是24种属性。

能够看出，宇宙万事万物的本质其实很简单，都是由费米子构成的，费米子又通过玻色子相互粘结在一起，基本粒子的数量和结合方式的不同呈现出了丰富多彩的大千世界。

不过标准粒子模型有一个很大的痛点，传播引力的引力子一直没有找到，引力子的概念也只是一个假设的概念。

为了尽快统一自然界四种基本作用力，科学家花费了几十年时间，仍旧没有找到引力子。之后有维内奇诺等科学家提出了更为前沿的弦理论。

弦理论认为，组成宇宙万物的基本单元并不是电子夸克的基本粒子，而是弦，比基本粒子更小的弦。弦会一直振动，振动形式的不同就会产生不同的基本粒子。

之后弦理论在不断发展过程中又出现了各种不同的分支，但是由于弦理论太复杂，目前基本上还是停留在数学层面的推算，而且推算过程相当复杂，很难被最终证实。

当然，科学家们对微观世界的探索不会停止，他们渴望找到引力的传播子，引力子，然后统一自然界四大作用力。