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第13部分（第1页）

一般也越不稳定。

从某种意义上说，从被击碎的原子核飞出的亚原子粒子，就象火石打击钢铁时飞出的火花一样。钢铁中本来并没有火花，火花是由撞击的能量产生的。

但是，如果这样的话，所有这些亚原子粒子还有什么重要性？它们不可能就象火花那样，也只不过是能量的一些偶然的产物吗？

物理学家并不这样想，因为这些粒子所遵循的法则太多了。所形成的粒子都具有一定的特性，这些特性要服从一些相当错综复杂的法则。这就是说，各种不同的粒子都可以用一些被称为“同位旋”、“奇异性”、“宇称”等等的数字来表示，这些数字的本性受到某些严格的限制因素的支配。

可见，在这些限制因素的后面必然隐藏着某种东西。

美国物理学家盖尔曼已经研究出了一种按照这些数字逐渐增大的次序把各种亚原子粒子排列成表的体系，由于这样做，他就能够预言一些迄今未知的新粒子。具体地说，他曾经预言了负ω粒子的存在，这种粒子应该具有某些看来不太可能的特性，但是，当人们去寻找这种粒子时，它果然被发现了，并且还正好具有盖尔曼所预言的那些特性。

盖尔曼还提出，如果目前已知的几百种粒子全都是由很少几种更简单的粒子（他把这些粒子称为“夸克”）构成的，那么，已知的粒子就会很自然地按照他所指出的方式排列成一个表。目前，许多物理学家正在搜索这种夸克。如果夸克真的被发现了，那么，它们可能为我们提供一幅有关物质的根本性质的崭新图景，那对我们很可能是极其有用的。

第57节

夸克这个概念，是由于最近２５年来发现了７百多种不同的亚原子粒子才产生出来的。确实，其中只有很少几种粒子能够维持到十亿分之一秒才发生衰变，但是，仅仅存在着这些粒子的事实本身，就够物理学家伤脑筋了。

为什么会有这么许多粒子，而且每一种粒子都与别种粒子不相同呢？

事情会不会是这样：这些不同的粒子可能组成几个大家族，并且每个家族内的许多粒子可能按照非常有规律的方式彼此有些差异？要是这样的话，就只需要考虑到少数几个粒子家族的存在，而无需把每一种粒子一一分别考虑了。这时，在看来似乎杂乱无章的亚原子丛林里，就会建之起某种秩序来了。

１９６１年，美国物理学家盖尔曼和以色列物理学家尼门分别研究出一种把粒子归入这样一些家族的办法。盖尔曼甚至还提出，有一个粒子族应该包括一种他称之为负ω粒子的东西——这是一种具有非常奇特的、极不寻常的性质的粒子，但人们从来没有碰到过它。不过，物理学家只要知道它按照假设应该会有什么样的性质，他们就知道该怎样去寻找它了。结果，他们在１９６４年发现了这种粒子，并且发现它的性质正好与盖尔曼对它的描绘一模一样。^米^花^书^库^ ；http：__

盖尔曼在研究他那些粒子家族时想到，说不定所有各种不同的亚原子粒子会是由很少几种更为简单的粒子结合而成的。如果真是这样，那可就会把我们对宇宙的看法大大简化。在他看来，只要假定存在着三种不同的、具有特定性质的亚原子粒子，就可以按不同的方式把它们组合起来，得出已知的所有各种亚原子粒子。

由于要用三个这种假设的粒子结合起来，才能构成一个已知的粒子，盖尔曼就想起了作家乔伊斯的《芬尼根斯·韦克》中的一句话（作者为耍弄文学技巧，故意在这本书中玩文字游戏）：“三个夸克才顶得上一个马克。”因此，盖尔曼就把这些假设中的粒子命名为“夸克”。

夸克的二个令人惊奇之处，就是它们应该带有非整数电荷。所有已知的电荷不外以下几种情况：或者等于电子的电荷（－１），或者等于质子的电荷（十１），再不然，就是正好等于这两种电荷的若干倍。但是，ｐ夸克的电荷只有＋２／３，ｎ夸克和λ夸克的电荷只有－１／３。这样，一个质子将由一个ｎ夸克和两个ｐ夸克构成，一个中子则由两个ｎ夸克和一个ｐ夸克构成，余者依此类推。

但是，夸克是真的存在呢，还是仅仅是一种数学上的臆想？

为了让你明白我的意思，请你考虑一张五角的钞票。一张五角的钞票可以看作等于１０个五分的硬币。但是，这仅仅是一道算式呢，还是你真的有可能把这张五角的钞票撕成十份，并且发现每一份都是一个实实在在的五分硬币？

自从盖尔曼第一次提出存在夸克粒子以来，物理学家就一直千方百计想找到夸克存在的迹象，但却没有成功。

１９６９年，澳大利亚有人报道说，已经在宇宙线碰撞所产生的粒子簇射中，找到了带非整数电荷的粒子的径迹。不过，它的证据看起来非常玄，所以，大多数物理学家对这个报道都持怀疑态度。

碧声注：２０００年２月，欧洲核子中心（ＣＥＲＮ）的科学家宣布，他们成功地在实验室中模拟微型的“宇宙大爆炸”，从中获得证据表明，存在一种新的物质形态——“夸克胶子浆”。

第58节

这两种说法都可以成立。至少，这两种说法并不一定是自相矛盾的。要解开这个表面上的矛盾，关键问题是得注意到质量是能量的一种表现形式这个事实。

我们可以认为，每一个物体相对于某个合适的参考系都具有某一动能。这个动能等于物体的质量乘以物体速度的平方的二分之一。当物体的能量增大时，它的质量和速度两者都增大了（在低能量时主要是速度增大，在能量非常高时主要是质量增大）。

其次，我们来考虑一些比较小的物体。这些物体结合得越紧，（一般说来）把它们维持在一起的力就越大，象太阳和地球这类确实很大的物体，是靠万有引力场维持在一起的。万有引力是目前已知的各种力当中最弱的一种。~米~花~书~库~ ；__

原子和分子是靠强得多的电磁场维持在一起的。由于这种场的作用，分子和分子通常十分牢固地结合在一起，分子中各个原子的结合还要更牢固，而原子中电子和原子核的结合就更牢固得多了。

原子核中的各个粒子是靠核力场维持在一起的。核力场比电磁场强一百多倍，事实上，核力是已经知道的最强的力。这就是原子弹爆炸为什么比普通炸药爆炸猛烈那么多的原因之一。

假如处在原子核中的质子（和中子）本身是由一些还要更基本的粒子（夸克）所组成，那么，把各个夸克维持在一起的结合力很可能要比把质子和中子维持在一起的力强得多，这大概就会牵涉到一种比现在已知的各种场强得多的新力场。

要把单个质子或单个中子分裂成构成它的几个夸克，必须对质子或中子“灌进”极巨大的能量——这个能量要比在把构成原子核的质子、中子团块成功地切开时所需要的能量大得多。

当质子或中子分裂时，那些在这时出现的夸克就会“拣起”原先输入的能量，这个能量有些会表现成巨大的速度，有些则表现为巨大的质量。换句话说，由于输入了非常巨大的能量，本来在质子中只占质子质量三分之一的一个夸克，一旦被分离开来，它的质量就会变得比质子大许多倍。

夸克一旦被分离开来，由于它们之间相互吸引的力场具有空前未有的强度，它们就极其倾向于重新结合起来。这种重新结合会释放出极其巨大的能量，而这种能量损失就会引起质量的损失。这时，夸克在质量上就会大大缩减，以致当三个夸克结合起来时，质量也不会比一个质子大。

到目前为止，物理学家还完全没有具备把亚原子粒子分裂成夸克所必需的这种能量，所以，他们就不容易检验夸克的假说是不是真正有价值。不过，有些宇宙线粒子具有这样的能量。因此，它们在同原子碰撞时所产生的粒子簇射，现在正受到物理学家的密切注意，他们希望在这里找到夸克呢！

第59节