人类对世界微观子的探索.docx

一、开篇引进 德谟克利特“不可分割的原子”给我们带来了哪些启示？而古代中国的“阴阳五行学说”对现在的人又有什么新的启发？几千年来，人类对物质世界微观本质的探究从未停歇。 二、 东西方早期观点的对比 1“阴阳学说”与毕达哥拉斯学派的“万物皆数. 阴阳五行学说是中国古代人民创造的朴素的辨证唯物的哲学思想。阴阳学说认为：自然界任何事物或现象都包含着既相互对立，又互根互用的阴阳两个方面。 该理论认为，数是万物的根基，有了数，才有了零维的点，进而产生一维的线，线衍生出二维的面，最后产生三维的立体，有了立体才有世间万物。 2古代中国人更是将金、木、水、火、土作为万物的五种最基本元素。这五种元素彼此相生相克，相互作用，生成世间万物。无独有偶，从米利都的泰勒斯 3德谟克利特的“原子说”是十分具有前瞻性的。根据德谟克利特的观点，宇宙万物是由世界上最微小的、坚硬的、不可入、不可分的物质粒子构成的，他将这种粒叫作“原子”。他认为，原子在性质上相同，但在形状大小上却是多种多样的。万物之所以不同，就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有不同，就是由于万物本身的原子在数目、形状和排列上各有所不同。并且认为，原子总在不断运动，运动是原子本身所因有的性质。无数的原子在空间中不断运动、互相碰撞而形成世界及其中的事物。月、日、星辰是由原子构成的，甚至人的灵魂也是由原子构成的。由此可见，德谟克利特的原子论论证了世界的物质性，对自然界的本质提出了大胆而有创造性的臆测，比较深刻地说明了物质结构，肯定了运动是物质的属性，因而具有重要的意义。 4“元气说”“气是很小的颗粒，非人的视力所能及”【3】。同时气是可以变化的，而且在不断地转化，这种气弥漫在虚空中，或者说虚空就是气，控制着自然万物的运动规律。这种思想与西方的“以太说”有类似之处，虽然“以太”作为原子说论补充早已被人证伪，但是这些思想在现代物理中仍然会发挥积极的作用。比如，“量子场论中采用了类似气形转化的观点，即把光子看作是电磁场的表现形式，且每一种粒子都对应一种量子场，以场的激发和退激表示为粒子的产生和消失”。 现代 名称：基本粒子 英语名称：elementary particle 基本粒子指人们认知的构成物质的最小最基本的单位 1、强子 π介子 中字质子 夸克有六种 2、轻子 轻子就是只参与弱力、电磁力和引力作用，而不参与强相互作用的粒子的总称。轻子共有六种，包括:  3、传播子 三 原子物理学的兴起 随着拉瓦锡发现其用水制备氢气过程中，“得到的氧气与氢气的比重总是8：1”【6】，原子世界的大门逐渐敞开了一条缝。 英国化学家道尔顿通过对大气成分、性质以及气体的扩散和混合现象的研究，由此发现了气体分压定律，并产生出一套关于原子的新理论。他认为“一切化学元素都是由不可分割的原子组成的；各种元素的原子以简单整数的比例相结合而形成各种化合物的原子”【7】。由于当时还没有分子的概念，道尔顿就称其为“复杂原子”。 布朗运动给出了分子运动的证据，进一步揭示了微观物质世界的面目。 1833年，法拉第通过一系列的实验，将原子的思想应用到电上，他认为电“流是‘带电微粒’——电子组成的”【8】，从而预言了电子的存在。 而门捷列夫利用道尔顿的概念组织了所有已知的元素，制成了著名的元素周期表。通过元素周期表我们可以发现，这其中蕴含着更加深入、更加有意义的结构。 1885年巴耳末发现氢光谱线系的规律，1887年赫兹发现光电效应，1895年伦琴发现X射线，1896年贝克勒尔发现放射性，1897年，汤姆逊发现电子，原子物理学的发展进入了爆发期。 对于原子的结构，汤姆逊提出了实心带电球模型，认为电子均匀分布在实心的带正电荷的圆球上，从而整体上对外不显电性。然而卢瑟福持不同的观点，他通过做α粒子散射实验，发现了原子的核式结构，进而提出了原子的行星模型。这一理论虽然存在很多致命缺陷，比如电子的能量耗散问题。但在当时，这一理论还是非常具有划时代的意义。随着量子论的发展以及玻尔、泡利等一大批科学家的不懈努力，原子的结构愈加清晰。 这一时期的科学家之所以能够做出如此多的发现，很重要的一点就在于随着西方工业革命的继续，实验仪器的制造水平以及精度不断提高。威尔逊云室、气泡室等一大批先进仪器的使用为其造就了合适的条件。与此同时，资本主义社会发展迅速，思想言论自由，各种理论层出不穷。因此可以这样讲，正是社会生产力的发展，才促成了原子物理学的诞生。 将这些数以百计的粒子和极端复杂的交互作用归并成三个基本交互作用和味类型都不同的族类：六种夸克、六种轻子和各种玻色子，玻色子也被称作“传递作用力”的粒子（包括光的最小单位光子）；以及被称为弱规范玻色子的胶子，还有重力子和希格斯玻色子，最后两种仅存在于假设中，还没有真正观察到。 四