22为对立粒子正名

侯工/文

绿色世界88 的原帖：    

[侯工说]至于有关资料记载的正电子、负质子、反中子以及300多种反粒子，其实都是“自旋方向相反”的粒子，而“自旋方向相反”只不过是观测的方位相反而已。——与事实不符。

 侯工的原帖：

有何高见？

 X网友的原帖：

这个假设怎么理解或者解释正电子，负质子所带的电荷与通常的带负电的电子和带正电的质子相反呢？

另外既然粒子和反粒子只是同一粒子因为不同观测方向造成的“错觉”，那么，人们观测到的基本粒子除了很特殊的条件下总是通常的正粒子而不是反粒子，这表明这些粒子被人们观测到的时候总是以相同一的面面对观测仪器。这又是为什么呢？

侯工的原帖：  

粒子的电磁极性是由电子旋转方向决定的。电子的结构如下图：

电子结构图

电子只有一种结构，本身没有正反之分，就像一个人，只有一种结构，没有正人和反人之分。如果有两个人，就有同向和对立两种关系。如果是两个电子，同向时，两个都带负电荷，对立时，与普通电子对立的带正电荷。

请看电子结构图，5个能粒子构成6个三角形，这是最稳定最平衡的结构，也是最节省材料最省力的结构，符合自然最节省原则。

少于5个，虽然省材料，但是不够平衡，容易解体。中微子就是由2、3、4个能粒子构成的，因而中微子有三种。中微子是电子分解形成的碎片，在自然界大量存在着，它们很容易就分解成为能粒子补充到球面增幅里去。

多于5个，一是不够平衡，二是不符合节省原则。因此，电子结构就是如图的样子。

如果你硬是要我像拿出一个乒乓球那样拿出一个电子让你仔细地把玩一番，那是不现实的，因为电子运动的自然速度接近光速——你能抓住一个飞速运动的子弹吗？当然，你可以在子弹静止的时候仔细研究它的结构，但是电子是永远不会静止的，你永远看不清高速运动中的电子的结构，其结构必须依靠逻辑推理来发现。

现在来研究电子的运动规律。我们知道，物体只有同速才能共存。电子5个粒子是如何实现同速的呢？

如果电子只围绕着实轴旋转，那么红的比蓝的快；如果实轴不转，只有虚轴转，那么蓝的比红的快。要红蓝一样快，就必须一边围绕着实轴转，一边围绕着虚轴摇转。如果虚轴摇转一圈的同时，实轴也旋转一圈，那么仍然是红的快。唯一办法是虚轴摇转两圈（720度）时刚好实轴转动一圈（360度）回复到原来的状态（即完整的一个周期），才能达到蓝红粒子同步。对于电子来说，绕虚轴转一圈的时候，实轴才转半圈。对于其它1/2自旋粒子，其原理是一样的。这就是粒子自旋为半奇数（1/2自旋）原理。以这种方式自旋的粒子称为费米子。中微子、阿尔法粒子都是费米子，贝塔粒子就是自由电子，当然是费米子。

由于电子这种特殊的结构和自旋方式，就形成蓝色的两个粒子旋转方向相反，这样就形成具有南北磁极的一个小磁体，于是就有了磁场。一般物体内电子排列是不规则的，所以不显示磁性。电磁铁或者磁性物质内的自由电子按照一定方向排列，就成为带磁体。将带磁体放在强磁场下，就会改变原来的极性。可见，带磁体的极性是由电子按照自旋方向同向排列决定的，至于南北磁极，那是由地球磁场决定的。

电子中间三个能粒子产生电场，因此电子自旋就会形成电磁波。电磁波是电子运动的现象，不是由物质产生出来的物质。

电子的电场极性是由电子旋转方向决定的。由于自由电子总是趋向电场正极的，所以电子以这样的方向存在定义为带负电荷，称为负电子。又由于一个电子围绕质子旋转，所以定义质子带一个正电荷。两个结构相同的电子，头对着头是对立关系，极性相反，头对着尾是同向关系，极性相同。质子带正电荷，是因为它有一个与绕核旋转电子相对立的电子，它的头总是对着核外绕转电子的头。

 电子并不是象乒乓球那样由你随便摆布的。两个电子首尾相接耦合成一个电子对。这里值得注意的是：两个对立电子只能保持一定距离才能以中性存在，碰在一起就会解体释放出能量；与两个对立电子不同的是，两个电子首尾并接叫做耦合关系，其中与普通电子反向的电子带有正电荷，两者只有互绕而不会碰撞。两个带相反电荷的电子耦合后呈现中性。电子对又耦合成质子和中子。质子和中子在强力作用下聚合成原子核。带一个正电荷的质子比中子少了一个电子，其中必有一个落单的“光棍”。当带负电荷的电子围绕质子旋转的时候，为了平衡电荷，质子中必有一个旋转“相反”[因对立而反向]的电子与其相对立，这个电子就是落单的那个“光棍”，他在面对围绕在身边转的“美女”,就扮演了“帅哥”的角色——只要用头对着“美女”的头就行了。当这个“反向”的电子受到弱相互作用、强离心力作用或强电场作用时就会离开质子从而使质子产生衰变，这种衰变称为贝塔衰变。这个反向旋转的电子与普通电子在结构上是一样的，但是它的头总是对着普通电子的头，因而被定义为带正电荷。它实际上是与普通电子相对立存在的，称为对立电子而不是反电子。相同结构的粒子相对立存在，称为对立关系。反电子是相反关系。一张纸的正面和反面才是相反关系。当质子中这个与普通电子相对立的电子离开质子后，就会与普通电子头对头相撞解体而成为中微子或能粒子，同时以伽玛射线的形式释放出能量来。“帅哥”拥抱“美女”是要付出代价的——两者为爱而粉身碎骨。

医学上所谓“正子断层扫描”技术就是这一原理的应用，利用两个对立电子解体时发出的伽玛射线造影——人们将对立电子错误地当成与普通电子结构不同的“正子”了，因而称为“正子断层扫描”，实际上是”对立电子相遇扫描“。对立粒子相撞这种现象不能叫做湮灭而应该叫做解体，因为根据物质不灭定律，粒子是不会湮灭的。解体的粒子也不是转化成为能量，而是在解体成为另一种物质的过程中释放出能量。

由于这种电子自由存在的时间极短，相当于光速经过原子半径的时间（原子半径大概为10^-11m，那么自由的对立电子存在的时间为：

T=10^-11/3×10^8=3.3333×10^-20秒），所以平时是很难发现的。

   有人以为，电子围绕着原子核旋转，就像行星围绕恒星旋转一样。其实有很大的区别：

一是引力不同，恒星对行星只有万有引力，而原子核对电子除了万有引力外，主要的还是电磁力。

二是轨道不同，行星围绕恒星旋转，形成一个椭圆形轨道，而电子形成的是“电子云”，这是由于质子也在不停地做1/2自旋运动，带动着电子布满整个原子球面，这就是“电子云”。

三是速度不同，电子的自然速度接近每秒30万km，而行星的自然速度只有每秒30km[地球围绕太阳公转的速度]左右。

为了平衡电荷斥力，核外同层电子一般也是配对存在的。如果有第三者入侵到该电子层，根据泡利不相容原理，就会将其赶回原地或逼其离开原子，同时释出能量，因此产生电子跃迁现象。电子来回跃迁形成可见光，电子离开电子形成x射线。

我举磁铁例子只是比喻而已。要想观察对立电子，必须要有强电场或强离心力。只有足够强度的离心力或反向电场，才能将质子中的“反向”旋转的对立电子扯出来。即使扯出来，也只能存在3.3333×10^-20秒时间。要想让这些“反”[即对立]粒子构成“反”物质，那更是不可能的事。至于其它“反”粒子，大多是观察到它们的对立体而已。

网友：

带正电的电子——如果你承认这个东西确实存在，并且认为它不同于一般的电子——它带正电，那把它叫什么名字其实一点都不重要了。

侯工：

偏偏在物理学上，名字是非常重要的，因为这关系到概念和定义问题，正所谓“名不正，则言不顺也。”如果胡乱地定个名字，那其实是知其然不知其所以然。