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宙斯让这位敏捷之神当神界与人间的信使,天空中速度最快的行星——水星——之名也来自他(4)。
他负责将宙斯的神旨传达给凡人。
这位伟大信使的奔忙,将两个不同的世界连在了一起,让本质相异的东西有了关联。
基本的相互作用由一些非常特别的粒子承载,它们被称为媒介子,是一种特别的信使。
和那位足踏带翼凉鞋的神一样,这些粒子也联系着异质而不可再分的东西。
它们连起夸克和轻子,让其相互作用,令其转变,有时也决定其终结。
在这里,不确定性原理下能量与时间的奇特关系再次起了作用。
我们可以这样看两个带电粒子之间的电磁相互作用:第一个粒子放出一个能量为ΔE的光子,这个光子立刻被第二个粒子吸收。
一切都是有规律的,但会有那么极短的一瞬间,两个粒子和放出的光子是同时存在的,这似乎违背了能量守恒定律,事实上只要这个瞬间短于不确定性原理规定的Δt就没关系。
传送的能量ΔE越大,时间Δt就越短,因此媒介子所能走过的最长距离cΔt也就对应最小的传送能量。
由于任何媒介子所带有的能量都不可能小于其质量对应的能量,因此相互作用的范围就与媒介子的质量有关,媒介子的质量越小,相互作用的范围越大。
对于电磁相互作用来说,事情很简单:因为光子没有质量,所以电磁相互作用的范围也就无限大。
任何带电粒子都和全宇宙中其他所有带电粒子相互作用,不管它们分布在哪里。
另一方面,弱相互作用的媒介子W玻色子和Z玻色子则很重,不确定性原理禁止它们飞出很远的距离。
能量80~90GeV粒子的作用范围被限制在原子核以内,因此弱相互作用还没接近原子核边缘就消失了。
正是因为被限制在如此微小的尺度上,人类花了几千年才意识到它的存在也就不奇怪了。
自然界各大基本力作用范围的区别,对于我们的宇宙结构具有决定性意义。
敏捷的信使们各自扮演不同的角色,各有各的工作范围,只在清楚划定的管辖区域内奔波。
这些赫尔墨斯的弟子将我们的物质世界组织得井井有条、平衡而和谐。
完美的一对
能量和时间是天生一对,不确定性原理将它们联系在一起,让它们有了不可分割、此消彼长的关系。
一个变得很大,另一个就会变得很小;一个站在舞台中央,另一个就会消失在远处。
但二者的角色随时可能互换。
虽然是不相容量,但它们其实被一些深层的东西联系在一起。
这是一种强大的关联,根植于我们这个物质宇宙最细微的肌理之中。
能量守恒定律是最普遍的法则之一,每次遇到它我们就能感受到那种深层的东西,而能量守恒与时间又有着特别的关系。
众所周知,物理学定律的每一种连续对称性都对应着一个守恒定律,即某个可测量的物理量保持不变。
如果改变时间轴的起点而运动规律保持不变,就意味着系统的能量守恒。
这种关系非常强大,强大到能把两个没有共同点、看似完全不相关的量联系在一起。
这种特别关系中隐藏着最大的奥秘——感谢掌管这二者此消彼长关系的不确定性原理,让虚空可以转变为一个美妙的物质宇宙。
需要注意的是,真空也是一种物态,和所有物态一样。
就算它不含任何形式的物质,没有物质粒子穿过,也不存在任何场,它也不是一片死寂。
如果对它稍加扰动,并通过一系列实验测量其能量,我们就会看到一连串分布在零周围的随机值。
它只是平均能量为零,这意味着在微观尺度上,它其实要不断经历能量涨落。
不确定性原理控制着这些随机的小摆动,让真空不停地涌动。
过去几十年的观测似乎都指向一个来之不易的结论:一切都始于一个这样的微小涨落。
就连真空也得遵守不确定性原理,不能一动不动、一成不变。
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