《哲学小辞典》11.6 基本粒子

【本文转载自吉林人民出版社1983年 仅供学习参考】

6、基本粒子

  物理学名词。一般指空间尺度比原子核更小的物质单元。包括电子、质子、中子、光子以及在宇宙射线和高能物理实验中发现的一系列微粒子。自上世纪末发现电子以来，目前已经发现的基本粒子及其共振态粒子，约二百多种。每一种粒子都有一定的质量、电荷、自旋和平均寿命等；它们之中除少数粒子不会自动衰变外，其余多数是不稳定的，当经历自身固有的平均寿命后，会自动转化为他种基本粒子。基本粒子的电性有正、负和中性[i]之分，其电量大小则与电子相同，若以电子电荷|e|为单位，则有+1、-1或0三种。它们的质量有很大差别，有的静止质量为零，有的比电子质量大几百至几千倍。如果按其质量的大小、性质的差异，可把基本粒子分为光子、轻子、介子、重子[ii]四类。基本粒子有一系列新的特性：对应于每一种基本粒子，都有它的反粒子存在，如电子和正电子、质子和反质子等，个别基本粒子的反粒子就是它本身；基本粒子之间存在着四种不同的相互作用，即万有引力作用、弱相互作用、电磁相互作用和强相互作用。参与强相互作用的粒子统称为“强子”。已知的基本粒子中，除光子和轻子类外，都是强子。基本粒子既具有粒子性，又具有波动性，是波粒二象性的统一体，它表现出了物质连续性与间断性的对立统一；各种基本粒子都在不断的相互转化中，不断地产生，又不断地消灭，如正负电子相遇，可以转化为两个或三个光子；宏观物理的一些守恒规律，如能量守恒、动量守恒、电荷守恒、角动量守恒等，在基本粒子领域均适用，它反映了物质运动的统一性；此外还发现一系列新的守恒定律，如重子数守恒、轻子数守恒、同位旋守恒、奇异数守恒等，其中有的在一定条件下[iii]可由守恒变成不守恒；基本粒子还表现出对称和不对称、真空与不真空、其质量和体积越分割越大等特殊性质。研究基本粒子的这些性质、结构及其运动规律，就形成了基本粒子物理学，或叫高能物理学。基本粒子的这许多特性，也对辩证唯物主义哲学的发展起了重要作用。但是“基本粒子”概念的产生，曾受到了形而上学思维方式的影响。当时认为微观世界是有极限的，“基本粒子”就是物质的不可再分的最小基本单元。随着人类对物质结构认识的不断发展，“基本粒子”概念已经改变了原来的含意。所谓“基本”只是相对的。实际是自然界物质结构无限层次中的一个层次，而且它们是可分的。近几十年来，在高能物理实验研究中，已经发现了不少关于基本粒子有结构的迹象，如胶子存在的证据的发现等。基本粒子理论研究方面，也出现了一些较有希望的结果，如量子色动力学等。在强子结果的探索中，也曾提出过很多模型和预测，如1955年日本坂田昌一的“坂田模型”、1964年美国盖尔曼的“夸克模型”以及1965—1966年我国科学工作者提出的“层子模型”等等，这些理论和模型的真理性，都有待科学实验去进一步验证。

注：

[i] 不显电性。

[ii] 包括核子和超子。

[iii] 如弱相互作用下的同位旋、奇异数、宇称。