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你是否也曾思考过这个世界究竟由什么构成？在高中物理的学习中你知道了物质是由原子构成的，如果更深入地了解，你会知道原子中还有更小的质子、中子，更更小的夸克。那么你是否知道，科学家们在剥原子这颗洋葱时，竟然曾受到过伟大的哲学家毛泽东主席的启发。 一、物质结构 从古至今人们一直在探索物质是什么构成，我们把各种物质先分类，然后一步步进入其内部结构，是否能够找到一个具有相同性质的最小的组成部分呢？ 第一个提出并试图解答这个问题的人是约2300年前的古希腊哲学家德谟克利特，他认为任何东西都是由大量很小的粒子组成，他称这种粒子为原子，希腊语意思是“不可分割者”，各种物质中原子数目不同，但各种物质性质的不同只是表现的，而不是实在的。例如火和水的原子是一样的，只是表现形式不同。  图1 希腊100德拉克马面额纸钞上的德谟克利特与原子模型 德谟克利特原子论的观念是超前的，这是原始的朴素的原子论。虽然他并不是科学的结论，但也显示了哲学思辨的力量。 经过几千年，原子这个哲学概念有了精确的科学内容，并被大量实验证据所证实。英国科学家道尔顿第一次提出了近代意义上的原子论，原子极其微小，它既不能被创造也不能被消灭，不同的原子以简单比例组合形成各种化合物。在当时这种理论成功的解释了许多实验现象，进一步解答了物质组成问题，但他认为原子像实心玻璃弹珠一样不可再分。  图2 道尔顿和他的原子论 在1879年，汤姆生利用阴极射线发现了原子中含有带负电的电子，他认为既然电子存在在原子里，那么就应该作为一个小颗粒塞进整个原子，从而提出了电子镶嵌在原子上的葡萄蛋糕模型。  图3 葡萄干面包 不对，放错了！  图4 葡萄干面包模型（名字很形象） 1910年，卢瑟福和他的学生做了著名的卢瑟福实验，他们用α粒子去轰击一张金箔时，发现极少数粒子被金箔反弹回来了，由于粒子比电子重，按照当时的原子葡萄蛋糕模型这种现象相当于用一枚炮弹去打一张报纸却被报纸反弹回来一样荒谬。  图5 α粒子散射实验 卢瑟福通过认真的思考提出了原子核式模型，原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动。卢瑟福还发现，在原子核内部有质子，每个质子带一个单位正电荷。到1932年，科学家查德威克发现了原子核内有不带电的中子。  图6 卢瑟福的原子模型 至此，原子核已经被分为质子和中子，那么质子、中子还能再分吗？ 二、毛主席的思考 在我国古代，很早就表达了朴素的物质无限可分性的思想。墨子有提出“端”的概念，“非半弗，则不动，说在端”，庄子曾与惠施辩论时说：“一尺之锤，日取其半，万世不竭。”  图7 一尺之锤，日取其半 毛泽东作为国家主席，也需要补充物理知识，在他学习到物质的原子结构时，联想到庄子无限分棍棒的思想，认为质子中子应该还可分，于是他向他的保健医生徐涛提出了这个问题：“你说这质子、中子还能再分吗？”徐涛回答不了，毛泽东却以肯定的语气说到：“不管你信不信，反正物质无限可分，我信！” 在1995年的中共中央书记处扩大会议上，毛泽东正式提出了“质子”“中子”也是可分的，毛泽东表达了对基本粒子不可分观点的不赞同，他说，“我看不见得，从哲学的观点来看，物质是无限可分的。原子、电子、中子、质子也应该是可分的，一分为二，对立统一，你们信不信？” 毛泽东的观点真正在国内产生巨大反响的契机是1964年与于光远、周源培就坂田的文章进行的谈话被公开。  图8 1964年毛泽东接见北京科学讨论会日本代表团团长坂田昌一 按照毛泽东的指示，党中央理论刊物《红旗》杂志于1965年6月原文重译发表了坂田《关于新基本粒子观的对话》（即《基本粒子的新概念》）一文。毛泽东亲自写了“编者按”，进一步阐发了他关于物质无限可分的思想。  图9 《新基本粒子观对话》 这之后，我国物理学家经过对物质结构创造性的研究，提出了“层子模型”，坚持基本粒子不基本，结构仍然无限可分的观点。且这一理论被国际物理学家萨拉姆带到了第十二届国际高能物理学讨论会上。  图10 层子模型 在1977年世界第七届粒子物理学年会上，格拉肖提出了把'构成物质的所有这些假设的组成部分命名为“毛粒子”(Maons)的提议。  图11 萨拉姆（右）与参加1966年夏季物理学术讨论会的代表交谈 遗憾的是，当时格拉肖的提议并未在科学界获得广泛认同，可能是因为毛泽东“物质是无限可分的，基本粒子也是无限可分”的论断并非基于物理学的科学假说，尚没有任何科学实验证据做支持，充其量只能算一个哲学命题。也可能因为当时中国对格拉肖的提议没有做出回应。 三、哲学之思 在哲学的发展过程中，大多数时间都是科学的发现推动了哲学的发展，而毛泽东这一“预言”，恰恰是用哲学的眼光，以辩证唯物主义的观点对科学问题发表看法，且见解深刻独到，语出惊人，富有创造性。 根据辩证法思想：在原子里，充满矛盾的统一，有原子核和电子两个对立面的统一，原子核里头又有质子和中子的对立统一，质子里又有质子、反质子，中子里又有中子、反中子。总之，一分为二，对立面的统一无所不在。这些矛盾，使它们的可分性得以实现。如在常态下，电子会被束缚在原子这个统一体中，绕原子核旋转，而一旦电子获得了巨大的能量推动，它将会产生巨大的动能，这将有可能使电子挣脱电磁力的束缚，从原子中逃逸出来，这时原子就分裂成了两部分，原子的可分性就实现了。而原子能被分割的根本原因就是电子和原子核之间的矛盾，因此，毛泽东认为物质可分性的内因是其内部存在着矛盾。 图11 质子内部由夸克、反夸克组成 恩格斯曾深刻地指出：“一个民族想要站上科学的各个高峰，就一刻也不能没有理论思维”。毛泽东关于物质无限可分的哲学思想对于当代粒子物理学发展提供的指导与促进作用，雄辩地证明了恩格斯这一至理名言的预见性。 图12 恩格斯 毛泽东认为，哲学就是认识论。我们对于世界的认识是不断发展变化的。曾经我们认为宇称守恒，但杨振宁李政道的研究结果表明宇称不守恒。曾经我们认为原子不可再分，而现在科学家接连发现了更多内部的结构。在这样不断发展的认识过程中，人类才不断发展进步。 在科学技术的不断发展中，科学家陆续发现了波尔模型和现代电子云，并找到了更加微小的粒子，总结出了粒子的标准模型。 图13 波尔模型 图14 现代电子云模型 毛泽东提出的物质无限可分的原理，作为特定历史阶段的产物，作为一定发展进程中的相对真理，同样也不可能穷尽微观物质结构的全部内涵。而我们不可否认、不可忽视的是，人们对于物质结构的认识，与作为认识论和方法论的哲学之间存在密切的联系。我们应学习毛主席的辩证思想，利用马克思哲学认识世界，探索科学真理。 |
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