第七章 现代炼金术
因此,在诞生了差不多一个世纪以后,普劳特的大胆假说终于得到了应得的认可。现在我们或许可以说,尽管已知的物质千姿百态,种类多不胜数,但追根溯源,它们其实都是两种基本粒子的不同组合:1.核子,物质的基本粒子,它可能是电中性的,也可能携带一个正电荷;2.电子,自由负电荷。
下面我们从“物质烹饪全书”中摘录几个菜谱,看看宇宙厨房如何从装满核子与电子的储藏室里取出原料,制造出各种菜肴:
水。准备大量氧原子,用8个电中性的核子和8个带正电的核子拼成一个原子核,然后把它装进8个电子组成的信封,一个氧原子就做好了。准备2倍数量的氢原子,这种原子制造起来比较简单,只需要将1个电子贴在一个带正电的核子上就好。给每个氧原子配2个氢原子,混合之后我们就得到了一堆可以装在大玻璃杯里端上桌的冰冷的水分子。
食盐。用12个电中性核子和11个带电核子组成钠原子核,然后用11个电子将它裹好,钠原子就做好了。准备等量的氯原子,它的原子核由18个或者20个(同位素)电中性的核子和17个带电核子构成,每个原子核配备17个电子。将钠原子和氯原子排列在三维棋盘格里,我们就得到了普通的食盐晶体。
TNT。用6个中性核子和6个带电核子组成原子核,加入6个电子,制造出碳原子。再用7个中性核子、7个带电核子和7个电子拼成氮原子。氧原子和氢原子的制造方法如上所述(见“水”词条)。将6个碳原子排成环状,第7个碳原子贴在环外面。给碳环上的3个碳原子分别贴上一对氧原子,别忘了在氧和碳之间加1个氮原子。将3个氢原子贴在孤零零留在环外的那个碳原子上,再给环内空闲的2个碳原子各添加1个氢原子。将制造出的分子排列成规律的图样,形成大量细小的晶体,然后把所有晶体压紧。处理的时候请务必小心,因为这样的结构很不稳定,极易爆炸。
虽然我们刚才已经看到,中子、质子和带负电的电子足以构成任何物质,但这份基本粒子的名单似乎不太完善。事实上,如果普通电子代表的是自由负电荷,那为什么就没有自由正电荷,或者说正电子呢?
其实自然界中的确存在正电子,它和带负电的普通电子十分相似,只是电性相反。带负电的质子也可能存在,只是目前物理学家还没有探测到这种粒子。[63]
在我们的物理世界里,正电子和负质子(如果存在的话)之所以不像负电子和正质子那么常见,是因为这两组粒子互相“拮抗”。大家都知道,如果两个电荷的电性相反,那么它们一旦发生接触就会互相抵消。因此,既然正电子和负电子分别代表正负自由电荷,那么在同一片空间区域中,二者必然无法共存。事实上,一旦正电子和负电子相遇,二者的电荷必然互相抵消,这两个电子也就不再是独立的粒子。不过,这样的湮灭会在二者相遇的位置产生强烈的电磁辐射(γ射线),这道射线携带着两个消失粒子的能量。根据物理学的一条基本定律,能量既不会凭空产生,也不能被消灭,我们在这里看到的只是自由电荷携带的静电势能转化成了辐射波的电动能。玻恩教授[64]将正负电子相遇产生的湮灭现象比作“狂热的婚姻”,而布朗教授[65]阴郁地将之描述为“双双自杀”。

