10.什么是最小粒子

新说宇宙·一 宇宙形状1.10

侯工 著

微信公众号：xz480219

什么是最小粒子？

庄子在《天下篇》里说： “一尺之棰，日取其半，万世不竭。”一尺长的木棍，今天取其一半，明天取其一半的一半，后天再取其一半的一半的一半，这样“日取其半”，总有一半留下，所以“万世不竭”，永远取不完，也就是说，物体是无限可分的，不存在最小粒子。

庄子的观点代表了古人的看法。古人因受历史条件限制，有这种看法情有可原，但是身为中国科学院理论物理研究所院士的何祚庥也作如是观，那就不知今夕是何年了。

何祚庥说：“我们支持‘物质无限可分’的观点有两方面的原因:一是基于辩证唯物主义的对立统一律,即一切事物都是对立的统一……”堂堂一个中国科学院理论物理研究所院士，却将有争议的“辩证唯物主义的对立统一律”的帽子滥套到物理学的头上，实在是风马牛不相及。

为什么说物质不是无限可分的呢？

因为：

1.所有运动都是循环运动，没有循环的运动不能持续，循环运动必然有极限，没有极限的运动不可能循环，那么宇宙无论往大还是往小都有极限。

2.根据物质不灭定律，物质既不能创生，也不能消失，宇宙物质总量是个恒量，因此宇宙是有限的。宇宙有限有两层意思：一是在总数上有最大值，二是在个体大小上有最小值。最小值就是不可再分的最小粒子。

3.太空就是无数宇宙球面通过时间的叠加，它实际上就是由一层最小粒子构成的球面。如果最小粒子可以再分割，球面就会发生畸变，半径变得长短不一，“同时”被破坏，附着在球面上的天体就不能同时存在了，宇宙也就不复存在。

     4.目前科学已经证明宇宙在膨胀中。在所有数学模型中，只有球面才是均匀膨胀的。所有物体能够“同时”存在，这个“同时”表示时间的长度相等。由于任何物体的运动都离不开时间，即任何物体运动都是与时间同步的，物体内任一质元从时间0点起到现在的时间就是宇宙在径向走过的路程——即宇宙的半径。

可见，物体“同时”意味着其半径相等，也就意味着宇宙万物在同一个球面上，这就说明宇宙是以

S=4πr^2                               （1）

的方式膨胀的。

在上式中，S表示球面积，r表示宇宙半径。当宇宙膨胀到极限时，所有物体都已经分解成最小粒子，此时的最小粒子不能再分割了，宇宙球面刚好铺满一层最小粒子。如果能够再分割，最小粒子就会因解构增大面积被挤出球面而离开宇宙消失得无影无踪，这样就打破了球面的均衡，整个宇宙也就不复存在了——这样就违反了物质不灭定律。

分析到此，可以给最小粒子下个定义：最小粒子是物质中不可再分割的微粒。

最小粒子有两种存在形态：（1）太空中没有质量的物元，（2）物体内有质量的质元。

最小粒子（物元、质元）的速度就是宇宙球面的径向速度。

由于光的传播离不开时间，而时间与宇宙球面同步，所以光与宇宙球面同速，只要测出光速，等于测出宇宙的径向速度，也就测出了最小粒子的速度——等于光速。

最小粒子的大小是个恒值。电子是由5个最小粒子构成的：中间三个品字等边三角形加上两边个一个。

为了深入了解最小粒子，必须从解剖电子入手：经典的电子是一个带负电荷的微粒子。电子半径计算式及结果：

其中e和me分别表示电子的电荷量和它的质量，c是光速，ε0是自由空间的介电常数。

在cgs（厘米cm,克g,秒s）单位制，计算变得更简单：

其中：

(esu是静电单位)

最小粒子所占空间是其以直径为边长的外切立方体，两者体积比：

（4/3）πre3/（2re）3

=（4π/3）/8

=0.5236

其周围的“空隙”是运动空间。

为了计算方便，取电子的半径re=2.8×10^－15m（直径是5.6*10^－15m），它的体积=4/3πre3

=4.1888（2.8×10^－15）3

=91.9525*10^－45m3

所以：

最小粒子的体积

Vn=0.5236*91.9525*10^-45m3/5

=9.625*10^－45m3                            （2）

它的体积Vn是宇宙最小的体积单位。

又因为Vn=（4/3）πRn3

所以它的半径

Rn=[(3Vn)/4π]^1/3

=[(3*9.625 18.3905*10^－45)/(4*3.1416)]^1/3

=(2.2978*10^－45)^1/3

=1.3195*10^－15m                      （3）

它的直径Фn=2.639*10^-15m是宇宙实物中最小的长度单位，而它的半径Rn1.3195*10^－15m就作为宇宙最小的长度计量单位。

它的过球心圆截面积Sn=πRn2

=3.1416*(1.3195*10^－15)2

=5.4698*10^－30m2             （4）

Sn是宇宙最小的面积计量单位。

它的直径平方（2.639*10^－15m）^2=6.9643*10^－30m2

是最小粒子在宇宙球面上占据的面积，

宇宙膨胀球面上的最小粒子称为物元，它没有质量，而构成电子后的最小粒子由于“失速”产生了惯性而具有质量。物体中的最小粒子叫做质元，是候补物元。

质子的质量m=1.6716*10^－27kg

电子质量Me=9.11*10^－31kg

一个质子含有的电子数=m/Me

＝1.6726*10^-27/9.11*10^－31

＝1835.

两个电子耦合成一副首尾相接的电子对。电荷因正反互相抵消而呈现中性。一副电子对磁力线闭合成小磁体，可以与其它的电子对异性相吸耦合成更大的闭合线磁体。

一个中子含有918副电子对，是一个电荷呈现中性的磁体。质子比中子少一个电子，是一个带一个正电荷的磁体。

一个质子含有1835个电子。

不同数量的中子、质子就耦合成各种不同的元素的原子核。

克服各个质子间的电荷斥力的力量称为强力。

一个质子捕获一个带负电荷的电子，就构成一个氢原子，由于它的电荷平衡，所以呈现中性。

质元在物质里的质量称为当量质量Mn，质元的当量质量：

Mn=Me/5

=9.11*10^－31/5

=1.822*10^－31kg                  （5）

Mn是宇宙最小质量单位。

根据质能方程E＝mc2

质元的能量En＝Mnc2

＝（1.822*10^-31）（3*10^8）2

＝1.6398*10^－15焦耳

它的能量En是宇宙最小能量单位。

质元直径Фn=2.639*10^－15m

所以宇宙最小时间Tn=Øn/c

=2.639*10－15m/3*10^8

=8.7967*10^－24秒

Tn称为霎。

因为宇宙球面不能允许空隙存在，在径向移动一个能粒子后，球面就产生了增幅，于是需要稍作停顿来补充增幅，补充后才能继续膨胀。这样就产生了宇宙球面与半径交替运动的频率Ｐn，Ｐn就是Tn的倒数：

Ｐn＝1/8.7967*10^－24

＝1.1368*10^23Ｈz

根据有关的科学研究，1900年，普朗克在对热辐射的研究中第一个窥见了量子。这一年的12月14日，普朗克在德国物理学会会议上宣布了他的伟大发现——能量量子化假说。

根据这一假说，在光波的发射和吸收过程中，发射体和吸收体的能量变化是不连续的，能量值只能取某个最小能量元的整数倍，这一最小能量元被称为“能量子”。普朗克的能量子概念第一次向人们揭示了微观自然过程的非连续本性，或量子本性。

首先要说明的是，普朗克的“能量子”是指最小的能量元，其实质是假设的能量的最小单位，而本文的能粒子是指携带能量的没有质量的最小物质粒子，两者的概念是不同的。从理论上说，能粒子是能量子的载体，能量子是能粒子的量值。然而，普朗克通过实验只能确定最小的能量单位的存在，但不敢确定其载体即最小的物质粒子的存在。本文通过论证，证明既然有最小的能量元存在，就必然有其相应的实物载体存在，因为能量是不能凭空存在的，它必须有实物载体。

一个质元刚好具有一份能量元，但是这份能量元并不等于普朗克的能量元。

普朗克常数h=6.6260693（11）×10^－34（J·s ）

其中能量单位为焦（J）。 若以电子伏特（eV）·秒（s）为能量单位则为 h=4.13566743（35）×10^-15eV·s

普朗克常数是指最小的一份能量，即质元能量En与其运动频率Ｐn之比：

hn＝En/Ｐn＝1.6398*10^－15(j)/1.1368*10^23Ｈz（1/s）

＝1.4425*10^－38（J·s ）

hn可称为侯氏常数，是理论计算值，普朗克常数是实验测量值，会有误差，看来普朗克常数需要修正。

Hn是质元在宇宙球面交替运动的一个波释放的能量，是特定条件下的能量，是一个常数，不是能量单位，在测量时可视为能量测量计量的最小单位。

Ｐn实质上就是一种脉冲波的频率，这种脉冲波实质就是宇宙球面牵引力的力波，它通过物元传递，在质元周围形成一圈应力带。由于球面是刚性的，因此应力带就能牵引着物体同步运动。

虽然普朗克发现了能量变化是不连续的一份一份传递的，但是他并不知道为什么会这样。直到今天，整个科学界也不知道其中的奥秘。

原来，质元带有最小的一份能量，这样使物体的能量也是由一份一份小能量组成的，在传递的过程中当然就呈现出一份一份的不连续性。好比一堆沙子是由一粒一粒沙子组成的，所以在运输沙子的过程中沙子也是不连续的。

能粒子个子非常小，可以穿透任何物质，任何容器都不能装住它。在电子与原子核之间的空间，按比例相当于地球到太阳之间的空间，可想而知，其间可以容纳多少能粒子，更不用说能粒子穿透物体的能力了。即使中微子，也可以非常顺利地穿透地球。

中微子是电子碎片，由2、3、4个质元构成，因此，有三种不同的中微子。中微子不带电，也不带磁，质量极小，与其他物质的相互作用十分微弱，在自然界广泛存在，主要来自太空中宇宙射线粒子的分解。

太阳内部高温产生大量宇宙射线粒子，它们进一步分解就成为中微子，每秒钟通过我们眼睛的中微子数以十亿计。中微子继续分解就成为补充球面增幅的物元。如果没有这么多中微子，就不能满足补充球面的需要。

因为物元没有质量，星球无法将它们吸引，当人类经过它们时，也没有象穿过空气那样有风的感觉，所以人类无法感知它们。太空除了射线微粒有质量外，其本体是没有质量的，否则宇宙飞船就会在太空中受到阻力摩擦发热而不能顺利航行。即使射线微粒有质量，由于非常小，阻力也是非常小的。

物元没有电磁性，电磁场对它们不能产生作用，所以人类无法用电磁场来监测它们。

为什么球面上的物元没有电磁性？因为电磁性是电子特有的性质，是由电子特殊的1/2自旋产生的。

这种自旋是为了调节5个质元的速度，使其相同，而物元速度相等，不需要调节，没有这样的自旋，所以没有电磁性。

由于物元没有质量和电磁性，个子又非常小，所以穿透人体时不会造成损害。宇宙飞船的防护设施，是为了阻挡宇宙射线的，因为这些射线具有质量，有的还具有电磁性，如贝塔射线带负电，阿尔法射线带正电。

虽然中微子也是1/2自旋，但是它没有电子的结构，所以也没有电磁性，但具有质量，因此人们可以通过核反应堆β衰变发射的电子和中微子在探测器里形成有特定强度和时间关联的快、慢信号，从而实现对中微子的观测。

人类无法用实验来证实物元的存在。根据实证理念，是不是可以否定它们的存在呢？如果否定了太空中物元的存在，那么宇宙射线的物质粒子分解以后到哪里去了？

由于物质不断地向太空释放宇宙射线粒子，而太空中的射线粒子的密度并没有增大，总是保持着平衡，说明射线粒子在不断分解，那么，根据物质不灭定律，就可以反证物元的存在。