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时间_[意]奎多·托内利(7 无穷小中的时间) 第(1/6)页

希腊最高山奥林匹斯山看起来很普通,如果不是因为希腊神话里说它是众神所居之处,人们很容易走过错过而对它完全不知。因其最高峰米蒂卡斯海拔近3000米,经常云雾缭绕,于是便成了人们眼中特别的所在、众神居住的地方:缪斯女神住在赫利孔山,潘神住在阿卡迪亚麦纳洛山的山坡上,阿波罗住在帕纳塞斯山。有人大胆提出,在荷马时代之前,山顶周围曾有极光现象出现,变幻的彩色光影让人以为是巨灵族战斗时的刀光剑影。总之,古人相信这是众神的家园,也是雷霆之神宙斯的宝座所在。十二主神都是超自然的存在,饮甘露而长生不死,在天上看着人间众生,但他们很少会冷眼旁观,更多情况下是全情投入,掺和凡人之事,既会表现出他们最高尚的一面,也会表现出他们最卑劣的一面。

标准模型中的基本粒子相互组合,可以产生上百种不同的物质物态,但绝大部分只能维持极短的时间。宇宙中的稳定物质都是由电子、质子、中子、光子和中微子组成的——这些是很小一部分粒子,它们不会衰变成其他粒子,而且寿命长到几乎可以认为永生不灭。这一小部分特选粒子可以看着其他物质形式生生灭灭,演进发展,而无须在意时间的流逝,阅尽风云依旧镇定自若。

神奇的是,如果将相应的反粒子也算进来,那么三种中微子和三种反中微子、电子和正电子、质子和反质子、中子和反中子,再加上光子,这个家族一共有十三个成员,刚好接近奥林匹斯的十二主神,而且,在这种情况下,光子的存在可确保处理雷霆霹雳——长久维护宙斯统治的武器。

天选之子

让我们再重复一遍:绝大部分基本粒子只能存在几乎不可察觉的一瞬间。遗传学家的最爱——果蝇的寿命不超过两周,而且一年可以繁殖几十代,但相对于最不稳定的基本粒子而言,可算是万寿无疆了。某些基本粒子在万亿分之一秒内就会消失,另一些的存在时间更是短到没有合适的词来形容:十亿分之一的十亿分之一的千万分之一秒?这也太绕了。这时我们就要借助于数学,写成10-25秒,尽管我们也很难真的明白这究竟有多短。

与这种瞬息生灭形成鲜明对比的是电子和质子,它们几乎可算是永生的。电子是最轻的带电荷轻子,轻和带电荷这两种性质让它免于衰变,否则必然会违反某个守恒定律:衰变成其他带电荷粒子会违反能量守恒定律,因为其他带电荷粒子都比电子重很多;衰变成中微子之类的又会违反电荷守恒定律,因为中微子虽轻却不带电荷。因此,电子只能永生不灭。事实上,我们为探测也许极偶发的电子衰变设计了精细复杂的实验,但都铩羽而归,一次衰变都没有发现,倒是从中得出了电子平均寿命不低于1024年的结论,要知道,从大爆炸到现在也才过去了1.4×1010年。也就是说,家里电线中流动的电子,在我们指尖原子中的电子,都在宇宙诞生之初就来到了这个世界。它们如此古老,却依旧孜孜不倦地发挥着自己不可或缺的作用,仿佛它们依然年轻而充满活力。

更令人惊奇的是,质子也是永生的。它不是基本粒子,而是由三个最轻的夸克(两个上夸克和一个下夸克)组成,互相有胶子传递强力。这三个夸克的总质量大约相当于0.01GeV,并被1GeV左右的结合能束缚在一起。结合能是其总质量的100倍,这是非常强大的约束,可以将一切都控制在极小的空间中,形成极为致密牢固的结构。


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