朋友说鄙文《量子过中秋》比喻虽有趣,但难了解,投下了用短文介绍量子世界的战书。
我们熟悉的经典物理理论说原子是组成物质的基本单位。20世纪的玻尔模型提出原子是由带负电的电子,围绕着带正电的质子和不带电的中子运行,像行星围绕太阳运动,但它无法解释原子的稳定性。修订模式提出电子没有确定的轨道,而是以“电子云”的形式存在于不同的能量级。原子间通过外层电子的相互作用形成化学键,构成万物。这可解释经典物理定律,但不足以解释微观的科学世界。
随着实验科技和理论的发展,科学家们发现了更多微观世界的内涵,构建了“标准模型”。模型里有上、下、粲、奇、顶、底等六种“夸克(quark)”( 中子和质子分别由上、下夸克组成);有电子、μ子、τ子和相对应的三种中微子等六种轻子;传递电磁力的光子、弱核力的W和Z玻色子(放射性元素)、强核力(粘合质子)的胶子;以及赋予粒子质量的希格斯玻色子(昵称上帝粒子)等共17种基本粒子。描述这些基本粒子相互作用的理论就是“量子场论”,它统一了除引力以外的电磁力、弱核力和强核力等三种基本力。
