Page 271 - 物质的绝对运动——相对论和量子力学的物理起源

论，图 b 代表有中间玻色子参与的、分成两次作用的中间玻色子弱相互作用理论，每次都是
2 个费米子和 1 个玻色子参与作用。
从弱相互作用的中间玻色子理论与电磁相互作用理论的对比来看，它们的相互作用机制
很相似，有可能在理论上将它们统一起来。1961 年，美国物理学家格拉肖（S.L.Glaschow）
提出了一个弱电统一模型，1967 年和 1968 年，美国物理学家温伯格（S.Weinberg）和巴基
斯坦物理学家萨拉姆（A.Salam）把弱电统一理论建立在规范场理论的基础上，并引入对称
性自发破缺的机制，使之发展完善。他们三人共同获得了 1979 年的诺贝尔物理学奖。弱电
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+
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统一理论还预言存在三种中间玻色子：带电的 W 、W 粒子和中性的 Z 粒子。并且预言它
们的质量为：MW =(80.07±0.87)GeV，MZ =(91.25±0.70)GeV。这三种玻色子后来（1983 年）
都 在 欧 洲 核 子 研 究 中 心 被 发 现 ， 实 验 测 得 的 质 量 为 ： MW =(80.3±0.3)GeV ， MZ
=(91.163±0.031)GeV。理论预言的质量和实验给出的数据几乎完全符合。

a.普适费米弱相互作用理论示意图 b.中间玻色子弱相互作用理论示意图

p
p

W

n e - n e -

图 13-13 普适费米和中间玻色子弱相互作用理论示意图

弱相互作用具有以下几个明显的特征。第一，弱衰变粒子的寿命较长，中子的寿命长达
896 秒，μ 子的寿命约为 2×10 秒，其它弱衰变粒子的寿命在 10 秒和 10 -13 秒的范围，即使
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是 10 -13 秒，也远长于粒子的自振动周期。第二，弱相互作用的力程很短，已知强相互作用
的力程约为 10 -15 米，而实验表明，弱相互作用的力程约为 10 -18 米，后者比前者更短 3 个数
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量级。第三，弱相互作用的强度较弱，其强度约为强相互作用的 10 倍，是电磁相互作用的
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10 倍，但比引力强度大，约为引力相互作用的 10 倍。第四，弱相互作用是唯一能够改变
夸克味的相互作用，6 种味夸克可以在弱相互作用下相互转化。第五，弱相互作用是唯一能
令宇称不守恒的相互作用，也是唯一违反 CP 对称的相互作用。第六，弱相互作用是唯一由
具质量的规范玻色子所介导的相互作用。第七，弱相互作用过程往往伴随着粒子类型的变化
或粒子转化为同类中不同荷电的状态。第八，弱相互作用可影响所有费米子（轻子和夸克），
但不影响玻色子（光子、胶子、引力子等）。
从弱相互作用的上述特点可以看出，弱力是一种能够改变费米子的内部结构的力，通常
需要中微子的参与。根据物质绝对运动的非线性结构理论，费米子都是静止质量不为零的非
线性粒子，而非线性粒子的内部结构包括可观察的表观物质波包和不可观察的非线性闭合弦，
后者规定了前者的活动范围，同时决定了粒子的内禀结构。而中微子比较特殊，它是单纯由
非线性闭合弦构成的粒子。费米子内部结构的改变不仅包括表观物质波包（表观质量）的改
变，而且包括非线性闭合弦（非线性质量）的改变，所以，在弱相互作用过程中，不仅有表
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观质量的转移，而且非线性质量的转移。弱相互作用的媒介粒子 W 和 Z 玻色子，都是具
有很大静止质量的非线性粒子，它们的非线性质量约为

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