电子和夸克还能再分？与中国古代“其大无外其小无内”，有关系吗

《庄子·天下篇》中有述：“一尺之捶，日取其半，万世不竭”！战国，即先秦时期，一尺约等于现在的23.1厘米，大意是一块23公分长的木棍，每天砍下一半，永远都砍不完！形象的说明了物体细分是无穷尽的！但事实上真的是这样吗？可以永远的砍下去？

一、物质的最小单位是什么？

原子是化学反应中不可再分的最小单位，后来我们知道了原子的标准模型后，才知道化学变化改变的是核外电子中最外层电子的分布方式，而对于内部的原子核并不能触及！

1、发现原子核

对于发现原子核，还有一个比较有意思的事情，卢瑟福为了验证汤姆逊的原子模型，他在1911年设计了一个实验，如图所示，周围一圈是感光材料，而中心则是金箔，在金箔的正前方则是一个α粒子发生器！

假如按照汤姆逊的模型，从理论上来看α粒子应该径直穿过原子核扬长而去，进而在金箔的另一端的感光材料上留下它们的印记！

但事实上结果出乎卢瑟福的预料，因为绝大部分的α粒子都穿过了金箔，但有少数粒子发生了偏转，有极少数偏转角度很大，甚至有被弹回来的！

这很简单的说明了一个事实，原子内部大都是空的，中心拥有一个致密实体，否则α粒子不会被弹回，因为α粒子本身就是两个质子和两个中子构成的带正电高速氦四原子核！在α粒子散射实验后，卢瑟福提出了自己的原子核原子模型！

2、发现质子与中子

1918年卢瑟福在担任卡文迪许实验室主任时，用发现原子核的α粒子轰击氮原子核，他发现了一种奇怪的现象，感光器件记录到了氢核的迹象，卢瑟福意识到这个氢核的唯一来源是氮原子核，强大的α粒子撞击分裂了氮原子核，他将其命名为Proton，这就是质子的来历，卢瑟福发现质子以后，还预言了不带电的中子！

质子质量：1.672621637×10^-27千克 直径：1.6-1.7×10^-15千克，

中子质量：1.6749286 ×10^-27千克

3、发现夸克

自从科学家发现质子以来，就折腾了一系列的加速器来操练质子，希望能在质子的基础上更进一步，发现更小的基本粒子，但很可惜，封闭质子的力量是如此强大，以至于根本打不开质子，但至少知道了撞击时会有三个散射强度！当然现在我们已经知道这是夸克紧闭的现象，夸克不能被直接观测，或是被分离出来，只能通过对强子的观测间接来观测内部的结构（质子和中子是最稳定的强子）！

4、标准粒子模型

从1897年汤姆逊发现电子，到1911，和1918年卢瑟福发现原子核和质子与中子，再到五六十年代发现200多个强子，再在加速器的帮助下发现夸克.....基本我们发现的粒子已经凑一个模型了！

如同抽丝剥茧，最终发现的位置到达了夸克的世界！那么我们总共发现了哪几类粒子呢？

上图标准模型中有两大类粒子，一类是费米子，表示的是物质最小不可分割部分，即构成物质的最小单位！而另一类则是规范玻色子，这一类粒子起到传递力的作用，比如胶子连接上下夸克构成质子，光子则传递电磁作用，W和Z玻色子传递弱相互作用！简单的理解，费米子就是砖块，而玻色子就是水泥浆，我们宏观世界的物质大厦就是由这些小东西连接起来的！

但有一点必须要提醒一下，尽管砖块与水泥是大厦中必不可少的材料，但宏观世界中砖块明显要比粘合的砂浆质量要大，但在微观世界却是相反的，因为构成质子和中子的上下夸克都是轻夸克，三个夸克的质量远小于其构成的质子，质量来自何方？粘合夸克的胶子，甚至核聚变和裂变的能量真正的源头也在胶子！

5、电子还能再分吗？

从基本粒子模型中我们可以知道，电子是费米子，也就是不可再分基本粒子，因此电子就分布下去啦！

二、一尺之捶，日取其半，多久到达最小单位，无法再分？

假设我们用砍刀，切开物质用的电磁力，因此从理论上来看，到原子就不可再分了，因为要分开原子核，用砍刀这种电磁力可不行！那么几天砍下来就到原子了呢？

一尺之捶=0.231米

原子直径=10^10米

那么大约需要 31.105245706天，也就是砍一个月，就砍到原子了，理论上还可以砍，但事实上砍刀能输出的能量远远不够了！

三、古代就知道了无穷尽的微观世界，那是也有科学吗？

佛学《华严经》中的“一花一世界，一叶一菩提”，与“一尺之捶，日取其半，万世不竭”有异曲同工之妙，其大无外，其小无内，只是中国古代对于境界的最高认知，但仅此而已，并没有更进一步，也许局限于当时的时代背景！现代科学也就四百多年的历史，各位不要认为很久了，在种花家看来，才刚刚起飞而已！

神奇的夸克，小到令人难以置信！还有比夸克更小的存在吗

夸克是所有物质的基本组成单元，但似乎不能再继续分割为更小的结构

质子和中子是构成原子核的粒子，看起来似乎已经足够微小。但科学家表示，这些亚原子粒子其实是由更小的粒子组成，他们将这些粒子称为夸克。“我认为最简单的说法是，夸克是物质的基本组成部分，构成了我们周围的一切，”理论物理学家杰弗里·韦斯特解释道。韦斯特在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室建立了高能物理研究小组，现在是圣塔菲研究所的杰出教授。

图片来源：百度百科

如果能找到这种稠密胶子物质存在的证据，或许将回答关于夸克最大的一个未解问题。“这是物质的一种新状态，”克里斯托夫说，“相对论性重离子对撞机（RHIC）或大型强子对撞机已经提供了一些暗示，但一切都还不确定。这将是一个重要的发现，大型强子对撞机和电子-离子对撞机都是观察这一现象的理想设备。”

科学家还想解答的另一个重要问题是，是否有比夸克更小的东西？“是否还存在另一个层次？”韦斯特说，“我们不知道答案。”

来源 | 新浪科技

作者 | 任天

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