世界有最小的粒子吗?
我们人类的认识与其他动物的区别,在于发展了抽象思维。所谓抽象思维,就是根据不同现象的共性,提炼出抽象的概念,并建立概念的逻辑体系,从而间接地认识世界。例如,只有人类会计数,数字就是最简单的抽象概念。
于是,在我们认识的过程中,需要分清抽象概念和具体物体之间的关系与区别。前者属于哲学范畴,具有无限性。例如,人类就是一个抽象概念,其并不真实存在,因而不受实际的物理限制。我们不能说人类的寿命有多长,人类的体重有多重。反之,具体物体属于物理范畴,具有有限性。例如,每一个生物都有一定的寿命,其身高体重也都是有限的。
如果我们混淆了抽象的概念与具体的事物,就会使认识陷入混乱,产生逻辑上的错位。例如,时间是关于物体变化的抽象概念,而寿命则是物体变化的生命周期。如果我们把两者相混淆,就会产生时间变慢之说。这就好比我们把人类与人混为一谈,得出了人类在不断增加的结论。此外,在现实的生活中,因初恋失败,就不相信爱情;因一次考试失利,就怀疑自己的学习能力等。这些都是混淆了抽象与具体的区别。
因此,根据题主提出的问题,我们首先需要澄清世界的含义是什么?如果其是一个抽象的概念,如是自然界或是外在的客观世界,那么与之对应的最小粒子就是无限可分的。此时的粒子,仅只是一个抽象的哲学概念,没有最小。这属于哲学问题,需要穷极一切,并不受现实的限制。
反之,如果世界是一个具体的物体,其指的是我们人类所及的区域和层次,那么该世界则是有限的,其是一个相对独立的封闭体系。因为,自然界是不连续的,存在着质的变化,是由离散的物理背景和无数个封闭的系统构成的。这个具体的世界就是我们的宇宙,其必定是由不可再分的最小粒子构成的。因为,无限分割的粒子是无,而不是有。这种粒子是没有任何物理意义的。
对此,可能会有人提出不同的看法,认为宇宙并不是由单一的最小粒子构成的。根据夸克理论,所有的基本粒子都是由36种夸克构成的。然而,既然夸克可以分为不同的种类,说明其内部仍然是有结构的,其并不是最小粒子。于是,即便是夸克存在,其也不能成为宇宙的基石。
根据熵增原则,物质的生成,是熵减的产物,属于非正常情况下形成的结果,是不稳定的。因此,宇宙的常态以及宇宙的基石应该是由最简单的事物构成的。既然能量是关于粒子运动能力的度量,那么最小的能量单元就应该是构成宇宙的基石。从这个意义来说,自然界的本质是能量,即离散的粒子运动。各种物体仅只是粒子的聚集,即是由运动的粒子所产生的耗散结构。
为了避免连续的能量产生紫外灾变,普朗克在其建立的黑体辐射公式中添加了 一个量纲为粒子角动量的物理常数h。其意味着不可再分的最小粒子,从而使描述粒子运动的能量具有了不连续性。
此外,所有的微观粒子都具有波动性和微波背景辐射温度的存在,都说明在我们的宇宙中充斥着最小粒子,即存在着由最小粒子构成的本底物理背景。这一不可再分的最小粒子,就是由普朗克常数h定义和定量的粒子,被称为量子。
总之,如果世界是指我们生存的世界,是一个具体宇宙的话,那么宇宙一定是由单一的最小粒子构成的。这一不可再分的最小粒子,就是以普朗克常数h为角动量的量子。随着宇宙的剧烈膨胀,在宇宙的内部出现了熵减情况。于是,单一的量子聚集成了目前的大千世界。基态量子构成空间,激发量子成为能量,被封闭的量子形成了物质。由此,形成了一个有机统一的量子世界。