五，书籍和媒体简介（信仰对话和社会）
第1051篇
从上帝粒子谈起
最近从网上读到 李淼的一篇文章，题为《上帝粒子--希格斯粒子》。李淼是研究粒子物理、弦论和宇宙学的理论物理学家。他这篇文章发表于2012年07月13日 的纽约时报中文网，是一篇科普性的科学新闻文章。
我们基督徒看到有关于上帝的信息，是倍加关注的。而粒子物理学是当代科学的前沿学科，我们对物质的认识，从各种分子组成的化合物，各种元素的原子，再精细到原子内的原子核和围绕它的电子，又进一步剖析原子核内的各种粒子。近现代科学技术的成就和发现，物质构造的精巧和奇妙，使我们衷心赞叹创造宇宙万物的上帝的智慧，只有全能的上帝能够创造这一切精美绝伦的事物，使其各按其类，上帝看这 一切都是好的。
而我们人类的认识是逐步提高和加深的，由局部、片面到全面，不断修正错误，逐步认识和发现客观规律；不断地更新和发展。以原子构造模型为例，玻尔模型认为不同元素的原子是由不同质量的原子核和围绕它旋转的电子组成，而不同元素原子内的电子如行星一样围绕着原子核旋转，而这些如同行星轨道一样的电子运动轨道分别有1-7层。不同元素的原子核有不同的质量是由于各有不同数量的质子和中子。这一模型与元素周期表结合，很好地解释了各种元素的化学特性 。这些基本知识在《辞海》和高中化学教科书里都有详细的讲述。
而薛定谔提出了原子结构的现代模型--电子云模型。现代量子力学认为，原子中的电子具有显著波动性，不存在明确的轨道。我们不可能得知某一瞬间电子出现在什么位置，只可能知道电子的大致运动范围和大致出现在原子核周围空间的概率密度；而电子云就是这一概率密度的图形表示。
对原子核的进一步研究和实验，以及俘获到的从宇宙传到地球的物质，已发现除了原子核内的质子、中子、电子等粒子之外，还有光子、中微子……等许多粒子。夸克理论认为，质子和中子是由更为基本的单元--夸克（又称层子）组成的。 质子由两个上夸克和一个下夸克组成，电荷为+1。中子由一个上夸克和两个下夸克组成，电荷为0。
按粒子标准模型理论认为，粒子之间有相互作用，彼此之间以强力、弱力、电磁力、引力作用于对方。
对粒子有不同的分类：
按相互作用分：
参与强相互作用的粒子，称为强子，它包括有重子 和介子。其中重子包括核子（质子和中子）和超子。
不参加强相互作用的粒子，称为轻子（电子，中微子等）
按自旋即按对称状态分：
对称状态的粒子，自旋为整数的粒子，称为玻色子。如光子 ，其自旋为1；希格斯粒子，自旋为0；中间玻色子W,Z,自旋为1。
不对称状态的粒子，自旋为半数的粒子，称为费米子，其自旋为（1/2)；如轻子（电子，中微子等）重子（质子和中子、统称核子，以及大部分超子）。
按传递粒子之间的相互作用分：
传递粒子之间的电磁作用的是光子。
传递粒子之间的弱作用的是中间玻色子。有3种。弱作用力是短程力，在小于10的负16次方米的距离内才有明显的作用。
传递粒子之间的强作用的是胶子。有8种。强作用力非常强，它将夸克和胶子束缚在质子和中子内。
传递粒子之间的引力作用的是引力子，自旋为2.
以上共13种粒子可统称为'规范粒子' 。
按粒子寿命分：
长寿命稳定粒子：质子，电子，中微子，光子。其中质子寿命可大于10的31次方年。
自由中子可以变化为一个质子加一个电子再加一个中微子。中子的平均寿命是887秒，正负误差是2秒。
短寿命粒子：介子和超子的寿命都是很短的。小于10的负6次方秒，有的仅在10的负20次方秒数量级。
按粒子静止质量分：
光子，胶子，无质量。
电子质量很小，为0.510 999 07MeV。
电子中微子的质量约为电子的七万分之一。
质子和中子的质量约为电子的2000倍。
π介子的质量约为电子的280倍。
注： 各种粒子的寿命和静止质量数值可参见《辞海》等工具书。
按粒子能否被单独分割出来分：
夸克（层子）和胶子是不能从强子中分割出来的，称之为'色禁闭'。
光子，电子，中子，质子等都是可以单独分割出来，并且可以用仪器测定的。
粒子的特性
1，对称性 有粒子，必然有反粒子。如电子的反粒子是正电子，是1933年发现的。中子，反中子；质子，反质子；夸克，反夸克；中微子，反中微子；……。
2，质能互变性 一对正反粒子相碰撞可以湮灭，变成携带能量的光子。质转换为能。
一对高能粒子碰撞，可能产生一对新的正反粒子。能转换为质。
3，守恒 粒子的产生和衰变过程遵循能量守恒定律，轻子数和夸克数也是守恒的。
4，量子场论的观点：每一类型粒子都是由相应的量子场描述，粒子之间的相互作用就是这些量子场之间的耦合，而这种相互作用是由规范场量子传递的。
粒子模型
有人以62种粒子建立了粒子模型。它包括有：
1，36种夸克（层子），其中6种正夸克（上夸克，粲夸克，顶夸克，电荷为+2/3；下夸克，奇夸克，底夸克，电荷为-1/3。有6种对应的反夸克。而这12种夸克各有3种色荷（蓝、绿、红）。
2，13种规范粒子（规范场量子），包括有光子，引力子，中间玻色子（W+,W-,Z0)3种，胶子8种。
3,12种轻子，包括有电子，μ子，τ子，电子中微子，μ子中微子，τ子中微子，共6种；另有相对应的6种反粒子。
4，上帝粒子，即希格斯粒子，为玻色子，自旋为0。直到2012,7,4日欧洲核子研究组织（CERN)才正式宣布通过实验发现的新粒子，质量为125.3GeV或126.5GeV,极大可能就是希格斯粒子。希格斯理论认为，由于存在希格斯粒子，而有希格斯场，引起自发对称性破缺，并将质量赋予规范玻色子和费米子。由于希格斯粒子是一切粒子的质量源，因此有人称它为上帝粒子。
一点感悟
以上是我在学习有关粒子知识的一个读书报告。现代粒子科学研究需要大型高能加速器和研究团队进行试验和理论探讨，
一般人是不可能参与的。而一些尖端科学的成就信息，要普及到尽可能多的人，使他们知道和理解，是一项重要的、需要若干年的工作。也许这个读书报告可以在这方面起一点小的作用。
我们基督徒对上帝的信仰，是与对科学的认知不矛盾的。当我们对客观世界了解得更深的时候，我们越发认识上帝的至高智慧和全能，而我们自己是何等的渺小和无知。但我们也感谢上帝，能启示我们，开启我们的心，使我们明白更多的事情。
2012,8,24
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