今天是第一天交作业,但是我想写的这个主题却已经是想了很久,在接下去的七年,我可能会花很多时间来写这个主题。因为我很好奇,也很疑惑,这个世界究竟是什么?他是怎么演进的?我们人类又将跟随这个世界走向何处?我的思考也许只是一个门外汉的臆想,如果有错误的地方,希望真正的专家能帮忙指出。
宇宙三元素:物质、能量和信息世界是什么?如果用最简单的词来概括,他可能包括三个方面:物质、能量和信息。但是根据爱因斯坦的著名方程,物质和能量其实是一回事,质量可以转化成能量,能量也可以转化为质量。或者说物质包括质量和能量两种形态。在大爆炸之前,也就是大概在137亿年前,那个时候还没有宇宙,当然也不可能存在任何物质,也没有空间和时间。因为空间和时间是用来表达物质存在的状态和变化的,物质从一个地方到另一个地方,我们说在空间上发生了转移,而中间经历了一段时间。但是,如果没有物质,又哪里来的空间呢?又如何衡量时间的流逝呢?
我们现在知道,我们所能触摸到的所有物体,包括我们的身体都是由原子组成的,也就是说,组装成其他动植物以及泥土和岩石的零配件,同样也是组装人类身体的零配件。我们并不比脚下的土地更高贵一些,因为我们来自同一个东西,而最终也将变成同一个东西。当我们向四周张望的时候,不禁要感叹,世界如此五彩缤纷,到底是谁组装了这个世界呢?
人是一个复杂的物件,它由许多器官组成,而器官由一堆细胞组成,这些似乎区别于地上的尘土,因为他们是有活性的。但是细胞由什么组成呢?科学家告诉我们主要都是一些蛋白质、核酸、脂质无机盐和水等化学分子。这些分子和生命有关,是组成生命的元素。如果把这些元素继续拆开,便可以最终还原成一堆原子。我们在中学科学课本上都学过,目前已知的化学元素有100多种,但是在地球上存在的只有90多种,而组成人体的元素就有60多种。也就是说,地球上的元素绝大多数都能在人体中找到。当然,人体中拥有最多的元素还是碳、氢、氧和氮,合计约占91.6%。
碳原子的结构人类的好奇心是永无止境的,我们知道了原子就一定想知道原子是由什么组成的。就拿人体中最多的元素C原子来说吧,它里面有6个质子,6个中子和6个电子。但这是标准的C原子,或者叫C12,也就是说质子和中子的数量加起来是12个。C13比C12多一个中子。科学家可以利用C12和C13的相对含量来推测地质年龄。质子和中子是紧紧地粘在一起的,共同组成了原子核,而电子却是远离原子核,四处出没。我们在中学课本中都学过元素周期表,原子核中中子和质子的数量大小就决定了这个元素的种类,同时也决定了这个原子的化学性质。
到目前为止,我们的头脑还是清晰的,没什么难以理解的地方。但是,如果我们试图进一步弄清楚,质子和中子中有什么,那么我们的头就要变大了。躲在质子和中子里的是夸克,而且,我们现在已经知道的夸克有6种。然后你就会发现自己进入了一个粒子娱乐场,各种叫法奇特的粒子有60多种。种类多还不是最让人头痛的,一旦进入粒子世界,你就会发现自己似乎进入了爱丽丝的梦境,我们多年积累下来的常识全都不管用了。因为你会发现这些粒子有的是有质量的,有的没有,而且他们名字虽然叫粒子,可事实上他们也能表现出波的特性,再加上量子纠缠这种鬼魅一般的现象,足以让我们目瞪口呆,大呼“见鬼了!”
所以,还是让我们退出粒子世界,以便用日常的思维来思考一下这些问题吧。我们宏观世界中的万事万物都是由这些似鬼如魅的粒子组成的,但是,这些粒子本身是物质吗?因为它们有的像一阵波,有的还没质量,而且还会表演不可思议的神迹。就像前文说的,如果我们把物质理解为质量和能量两种形态,那么,这些粒子的确也可以认为是物质,而且是最小物质,是组成其他所有物质的物质。但是这些粒子又是从哪里来呢?
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