Page 129 - 世界学

第三章 微观世界学 113

从强子中分割出来。这种现象被称为“色”禁闭。于是，在“粒子”层次，物质可
分的概念增添了新的内容。可分并不等于可分割，强子以层子和反层子作为组分，

但却不能从强子中分割出层子和反层子。“色”禁闭现象的原因至今还未能从理论
上找到明确答案。

80 年代已知的层子、反层子已达 36 种，轻子、反轻子已达 12 种，再加上作
为力的传递者的规范场粒子以及 Higgs 粒子，总数已很多，这就使人们去设想这些

粒子的结构。物理学家们对此已经给出许多理论模型，但各模型之间差别很大，还
很难由实验验证和判断究竟哪个模型正确。

粒子模型理论。在弱电统一理论获得成功之后，人们又探求强作用和弱作用、
电磁作用三者之间的统一，提出了各种大统一模型理论。这种理论预言质子也会衰
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变，其寿命约为 10 ±2 年。但还没有得到实验上的证实。
在探索力的统一理论时不能不考虑引力。但引力和弱作用力、电磁作用力、强
作用力有重要差别，因为它直接与空间、时间的测度有联系，它的传递者——引力

子的自旋不同于其他三种作用力的传递者，它的耦合会出现无穷多种发散，不能重
整化。如果再考虑到爱因斯坦所提出的引力方程的非线性性质，就更增加了引力理

论量子化、重整化的困难。
初步的探讨认为，引力场也是一种规范场，这就意味着引力和其他三种基本力

在逻辑上最终会统一起来。但从问题的深度上可以看到，有一些关键性的因素人们
还没有掌握。有待新创“能量学”进行深入的研究。
粒子的概念也在随着物理学的发展而不断变化着，人们的认识也在朝着揭示微

观世界的更深层次不断地深入。

（三）粒子发现的“祖孙”三代

从汤姆孙发现电子到 1932 年发现中子，人们认识到质子、中子、电子和光子

可以称为基本粒子。当时一度认为一切都已搞清楚：质子和中子构成一切原子核；
原子核和电子则构造了自然界的一切原子和分子，而光子仅仅是构成光与电磁波的
最小单元。然而好景不长，对物质结构的这样一种“圆满”的解释并没能持续多久，

人们很快发觉当时所发现的“粒子”不能圆满地解释核力。
1.“粒子”第一代

日本物理学家汤川秀树大胆假设，很可能还有未曾发现的新粒子。他认为，就