你知道嗎--現代科學中的100個問題 第60節(1/1)

如果出现文字缺失，格式混乱请取消转码/退出阅读模式

二十世紀初，物理學家開始明白，一切物質都是由某幾種不同的粒子組成的。1930年，英國物理學家狄拉克在研究這些粒子的數學理論時斷言說，每一種粒子都應該會有它的對立面。

舉個例子說吧！電子具有負電荷，而質子具有大小正好相同的正電荷，但這兩種粒子並不是對立面。質子的質量顯然比電子大得多。

按照狄拉克的意見，應該存在著一種具有與電子同樣大的質量、但卻帶有一個正電荷的粒子，也應該有一種具有與質子同樣大的質量、但卻帶一個負電荷的粒子。這兩種粒子後來確實被人們探測到了，因此，我們現在知道有一種“反電子”（即“正電子”）和一種“反質子”中子本不帶任何電荷，但它有一個指向某個方向的磁場。

“反中子”也不帶電荷，但它的磁場所指的方向同中子的磁場相反。

似乎存在著這樣一條自然規律:一個粒子可以轉變為另一個粒子，但是，要是在起先並不存在粒子的情況下產生了一個粒子，就必定會同時產生一個反粒子。

這裡可以舉一個例子，一箇中子可以轉變成一個質子，由於這是一個粒子轉變成另一個粒子，似乎是不成問題的。不過，在這個轉化過程中還形成了一個電子。這就等於說有一個粒子變成了兩個粒子。為了抵消掉這第二個粒子，這時還形成了一個非常微小的反粒子，即所謂“反中微子”這時，一個粒子（即中子）變成了另一個粒子（即質子）加上一個粒子－反粒子對（即電子和反中微子）。

粒子－反粒子對既可以從能量產生出來，也可以重新全部變為能量。你無法用能量僅僅產生一個粒子，也無法僅僅產生一個反粒子，但是，你可以用能量產生一個粒子－反粒子對。

能量本身是由“光子”構成的，這就產生了一個問題:光於是個粒子呢，還是個反粒子？似乎沒有任何辦法把一個光子轉變成一個電子，所以，它不可能是粒子。但是，同樣也沒有任何辦法把它轉變成一個反電子，所以，它也不可能是反粒子。

不過，一個能量充分高的γ線光子可以轉變成一個電子－反電子對。這麼一來，光子本身似乎既不是粒子，也不是反粒子，而是一下子就代表一個粒子－反粒子對。

每一個光子也都是一個反光子。換句話說，光子就是它自身的對立面。

你可以這樣來看待這個問題:假定你把一張紙從當中對摺，並把它一分為二。在其中的半張紙上寫下所有粒子的名稱，而在另外半張紙上寫下所有反粒子的名稱。那麼，你該把光子寫在什麼地方呢？當然是該寫在折縫裡了。

正是由於這個原因，粒子世界所產生的能量是由光子組成的，反粒子世界產生的能量也是由光子組成的，兩者之間毫無差別。能量就是能量，並不存在什麼反能量之類的東西（就我們目前所知道的而論）。