Page 71 - 世界学

第二章 宏观世界学 055

场和粒子虽然有区别，但是随着科学的发展，这种区别慢慢地消失了。20 世
纪初发现场具有粒子的性质。例如，对于光，它产生的光电效应，只有用光波具有

粒子性才能说明。因此，我们可以说，光是由一个个粒子组成的。这种粒子叫光子。
各种电磁波都由相应的光子组成。电荷之间的电或磁的作用就是以光子为中间媒介

而实现的。同样，已经证明，和核场相应的也有一种粒子，叫介子。质子和中子之
间的相互作用就是以介子做媒介而实现的。

20 世纪 20 年代，证明了粒子具有波动性。电子、质子、中子的运动，特别是
在原子内的运动，也明显地表现出波的特性。因此，从更一般的意义上说，粒子的

波也是一种场。粒子与波相伴，称为波粒二象性。同样物质与场相伴，我们称为场
物一家性，是物必有场，有场必是物。
7. 反物质态

人们推测在宇宙的某些空间可能存在一种完全由反粒子组成的物质，这种物质
称为反（暗）物质。

自然界中，除了带负电的电子外，还有一种正电子，它在其他方面都和电子一
样，而且电量相等。1932 年美国物理学家卡尔·大卫·安德森通过宇宙射线的实验，

发现了电子的反粒子——正电子 +e。最常见的是电子对中出现的正电子。在很多
原子核反应中，它也常作为一种生成物的出现。

1955 年和 1956 年，美国物理学家西格里和张伯伦等人相继发现了质子和中子
的反粒子——反质子和反中子。后来，现代物理学又发现了反氘核和反氚核。
在随后的研究中，人们又从理论上指出，反质子和反中子的存在。反质子和质

子的差别只在于电荷符号的不同，它带负电。反中子和中子一样都不带电，其区别
在于磁性。中子具有磁性，而且不停的旋转。中子的旋转轴方向和小磁铁的 N 极

指向相反，而反中子则相同。1955 年在实验室中相继发现了反质子和反中子。它
们都是用高速质子撞击另一个质子时产生的。

现在，关于基本粒子的研究证明，已发现的 700 多种基本粒子，都是正反成对
存在的。由于过去我们认为物质都是电子、质子、中子等构成的，所以这些反粒子

统称为反物质。应当指出的是，有些粒子的存在形式只有一种，并无正反之分，或
者说，这种粒子本身就是自身的反粒子。光子是这种粒子，中性 π 介子也是这样的
粒子。