??和諧號2005-01-27
物質(zhì)中最基本的粒子是什么？
論基本粒子基礎問題應用 對稱性結(jié)構(gòu)趨勢是趨勻平衡原理的重要部分，是均勻、平衡、對稱趨勢三大類型之一，而趨勻平衡原理是《物性論》三條最基本原理之一。對稱性結(jié)構(gòu)可以分成點、線、面的對稱體生成生長趨勢，如動物以面對稱生長趨勢為主，植物以線對稱生長趨勢為主，無機物則以點對稱生成為主，并往往生成為近球形體、豎橢球、鐵餅等形體。
天體、粒子等多半是近球形對稱體，它們都是渦旋運動中形成的，因此中心點實際上是渦旋平面與渦旋軸線交點，可以說渦旋體是點、線、面對稱分布，再加上中心點運動，構(gòu)成更復雜對稱結(jié)構(gòu)方式。特別元素原子包含各種數(shù)目和分布的殼層粒子，對稱趨勢，渦旋面對稱使其上下公轉(zhuǎn)殼粒運動分布，軸線對稱是前后左右四個方位分布趨勢，即外層8個分布趨勢雖然各殼粒量子數(shù)不同。
平衡時，核心質(zhì)量愈大，交換殼粒數(shù)愈多，即殼粒數(shù)與原子質(zhì)量大體成正比，之所以“大體”是因元素原子質(zhì)量統(tǒng)計性。 最外層殼粒數(shù)多少與化學性質(zhì)密切相關，按原子殼粒數(shù)目和分布來分類的，每一類為一化學元素。
如外殼層穩(wěn)定地分布一個殼粒的原子為一類，即為氫元素；外殼層穩(wěn)定分布二個殼粒的原子為氦元素等等。典型的原子核與殼層粒子電磁交換作用，而原子核集中了絕大部分原子質(zhì)量，運動重心在原子核上，殼粒繞核運動。
微觀粒子交換頻率較窄較單純，殼粒繞原子核交換頻率相等或整倍數(shù)所在位置或運動的軌道上才能有效地同步交換，即定態(tài)波函數(shù)或交換場質(zhì)所構(gòu)成駐波的波節(jié)的軌道上運動，表示為位能。殼粒所處原子中狀態(tài)可以用四個量子數(shù)描述，主量子數(shù)用來描述基本殼粒軌道，副量子數(shù)用來描述諧殼粒波紋軌道量子數(shù)，自旋量子數(shù)用來描述面對稱趨勢，磁量子數(shù)用來描述殼粒軌道相對原子核軸上分量，如《原子殼層新論應用》一文所述。
而原子核和基本粒子（稱變子更確切）則在本文論述。 一、基本粒子或變子原理 《論基本粒子基礎問題》一文中已經(jīng)指出原子核是渦旋運動橢球狀的質(zhì)量由外往里增大的微渦旋或粒子分布，核心部分是重粒子“質(zhì)塊”，氦核、中子、質(zhì)子等，質(zhì)量相近或整數(shù)倍，只在相鄰粒子間交換（介子）的短程強作用，各重粒子都有機會渦旋趨心運動而互相擠壓，擠壓中粒子沒有被拋出，為穩(wěn)定原子核，否則為不穩(wěn)定放射性元素。
原子核邊緣分布著輕粒子，它與重粒子間是較強的電磁作用，但比重粒子間強作用弱百倍左右。輕粒子間交換（相當于中微子的微子或微量子）是弱作用，又比電磁作用弱若干個數(shù)量級，它往往伴隨著粒子衰變而出現(xiàn)的現(xiàn)象。
重粒子還有介于氦核與質(zhì)子間的若干種超子，介于質(zhì)子與輕子間若干種介子，即使輕子也不是單一種的，稱為原子核內(nèi)外不同交換方式是其不同（強、弱、電磁）相互作用組合結(jié)構(gòu)原理。 任何粒子都是渦旋體或渦旋體組合，如原子核、原子、分子都是渦旋體或渦旋體組合，渦旋體間組合靠交換作用而相互聯(lián)系的。
原子核靠重粒子間強作用、輕粒子間弱作用、輕重粒子間電磁作用相聯(lián)系的，原子、分子靠電磁作用場質(zhì)相聯(lián)系的穩(wěn)定粒子，它們作用都是靠不同方式交換產(chǎn)生的作用。粒子有渦旋運動就有螺旋式物質(zhì)流動，相當于加速的電場質(zhì)旋轉(zhuǎn)并形成中心軸向一端螺旋線輻射且向另一端收取，以形成閉合磁場，從而粒子通常具有磁性及其兩極。
渦旋體組合粒子內(nèi)通過交換聯(lián)系成體的，當其分離或破裂時，便會出現(xiàn)交換不平衡的碎片粒子，這類粒子通常具有暫時帶電性，并在趨于平衡過程中衰變或生成中性粒子或被原子、分子所吸收，中性粒子具有磁性，找到磁感應或磁感光材料，將成為觀察中性粒子的設備的基礎。
稱為粒子或原子或原子核存在自旋、磁性組合及其破裂生成電的暫態(tài)性原理。 自然放射性元素或人工轟擊原子核破裂產(chǎn)生一系列碎片，即所謂“基本粒子”或變子，在趨向結(jié)構(gòu)對稱和交換平衡中衰變成量子或中性穩(wěn)定粒子或被其它原子、分子吸收的過程。
光量子是穩(wěn)定物質(zhì)中最基本粒子，這在《物性論》中已經(jīng)提到了，因為光量子只有平動能和周期性變換能構(gòu)成總能的最單純的穩(wěn)定粒子。其它任何粒子除存在平動能和周期變換能外，至少還存在自旋能和交換能等各種能量，即存在其它運動方式并形成復雜的結(jié)構(gòu)，甚至是不穩(wěn)定的粒子。
不穩(wěn)定粒子種類繁多，有的帶電性，有的衰變成其它粒子，如《論基本粒子基礎問題》一文所述。對于帶電粒子周圍交換不平衡場物質(zhì)，在平衡趨勢中最終被實物吸收或轉(zhuǎn)化為中性粒子或量子。任何帶電粒子徑跡都是有限長度。
稱為基本粒子或變子是核碎片及其對稱平衡趨勢而衰變?yōu)榉€(wěn)定粒子過程原理。 能量較大的光量子沖擊鉛板中殼層粒子，分別產(chǎn)生正負電子，高速量子制動減速構(gòu)成濃縮性正電子，殼粒子被沖擊加速構(gòu)成彌漫性的負電子。
又由于光量子束沖擊鉛板時不僅打出殼粒子而且釋放出光量子，再去沖擊鉛板下層或另外鉛板，形成大量粒子，即所謂簇射現(xiàn)象。當兩類帶不同電粒子相鄰時，互相加速，達到光速時則轉(zhuǎn)化為光量子，即所謂湮沒現(xiàn)象。
可見量子與帶電粒子本質(zhì)都是物質(zhì)，具有內(nèi)在同一性，可以互相轉(zhuǎn)化。正反粒子是相反運動狀態(tài)的粒子，正反物質(zhì)是相反運動狀態(tài)物質(zhì)。它跟原子核殼分離，原子核重粒子趨心運動擠出的或轟擊中破碎的，甚至即使存在夸克等粒子所引起的衰變或變化等現(xiàn)象，一起屬于基本粒子或變子，都是原子核碎片。
它們都屬于衰變過程原理的現(xiàn)象之一。 二、粒子量度問題 目前基本粒子觀察、量度、實驗主要工具是電離室、威耳孫云室、照相核乳膠法、氣泡室、蓋革計數(shù)器、正比計數(shù)器、閃爍計數(shù)器等。不管計數(shù)器，還是電離室所測量觀察的是帶電粒子數(shù)目強度和運動軌跡，其中猜測計算成份很大。
就是設備龐大各種加速器，所觀察測量的仍然帶電粒子，對于中性粒子測量觀察無能為力。實際上現(xiàn)有粒子實驗設備都沒有證明電是永久性，倒是觀察到的都是帶電粒子軌跡有限長度，甚至沿著螺旋線逐漸縮小軌跡運動，最后消失，本來就是電暫態(tài)性的證明。
要進一步證明，可以通過加速器進行的?！段镄哉摗窋嘌裕喝魏螏щ娏Ｗ佣疾豢赡芗铀俚焦馑伲_到光速時便全部轉(zhuǎn)化為光量子或其它場物質(zhì)。 粒子內(nèi)外不同交換方式是其相互作用原理、粒子磁性和電的暫態(tài)性原理、基本粒子的原子或原子核碎片及其衰變過程原理等構(gòu)成粒子物理的基本原理。
這三條基本原理可否解釋粒子物理基本現(xiàn)象？粒子物理重要現(xiàn)象有放射性元素自然衰變、原子核裂變或聚變爆炸、原子核受轟擊破裂、粒子運行軌跡、粒子電或磁性、粒子共振態(tài)等現(xiàn)象應能夠用這三條基本原理給予解釋。
如果交換是能量子交換，所不同的是交換頻率、強度、速度、成分和不平衡程度等不同。那么介子、量子、微子是重粒子間、輕重粒子間、輕粒子間的不同交換能量子。對中性粒子又如何測定，而且電的可變暫態(tài)性，因此用電子伏特測定粒子能量是不全面的也不可靠的。
不如直接用質(zhì)量和變換頻率測定粒子能量，但目前尚無可行量度工具。 粒子或量子周期性變換，使其運行的途徑上狀態(tài)具有波動性。大量同類粒子或量子同一方向運動而相位與方位是隨機的，它們之間處于不同步的不相干狀態(tài)。
但入射到光滑介面時，動能改變量ΔE愈大，與介面交換所需時間Δt愈短，反之動能改變量ΔE愈小，與介面交換所需時間Δt愈長。即 ΔEΔt=ΔpΔι=ΔNΔθ=h/2π 也可用動量改變量Δp與位移Δι，或角動量ΔN與角移Δθ間關系表示，起了相位與方位調(diào)整作用，使它們處于同步運行狀態(tài)。
粒子和量子交換特性公式可能成為量度重要依據(jù)。 同類粒子或量子運動周期性變換和波動性運行，在介質(zhì)中動能周期性變換，其改變量愈大，交換時間愈短，反之能改變量愈小，相應交換時間愈長，它跟介面作用情況一樣。
而粒子之間交換情況類似，質(zhì)量愈小所需交換時間Δt愈長。由于粒子比量子除平動和周期變換外還有其它能量，因此交換特性公式為 h/2π≤ΔEΔt≤m(c2-υ2)Δt=(hν。
-hν)Δt 此式是微觀粒子交換特性公式。粒子（相對量子）間不僅有相位、方位差異，而且還存在質(zhì)量、頻率等差異，使ΔEΔt≥h/2π。它是微觀粒子作用和量度基本依據(jù)。宏觀物體質(zhì)量m大，相應能量ΔE非常大而作用時間非常短，幾乎瞬時發(fā)生的Δt≈0。
光速時，表示不相干。 微觀粒子不僅具有周期變換，還具有周期交換，而ΔE包含能量差或交換頻率差或質(zhì)量乘以速度平方差，那么粒子愈輕，即質(zhì)量愈小，交換強度愈弱，而交換時間Δt愈長，正如強（交換）作用、電磁（交換）作用、弱（交換）作用間的關系。
強作用產(chǎn)生于重粒子之間交換，質(zhì)量大交換作用強而交換時間短。弱作用產(chǎn)生于輕粒子之間交換，質(zhì)量小交換作用弱而交換時間長。電磁作用產(chǎn)生于重輕粒子之間交換作用，質(zhì)量和交換時間介于兩者之間。這樣可將三種作用統(tǒng)一于交換觀念之中，而萬有引力屬于渦旋運動濃縮質(zhì)量引起的作用，它只有與電磁輻射合起來，才可以看成另一類交換的方式，對于微觀粒子交換強度太小，可略去。
如下表所示 相互作用類型 （交換）強度比值 （交換）特性時間（秒） 強作用 1 10&sup-23∽10&sup-22 電磁作用 1/137 10&sup-20∽10&sup-18 弱作用 10&sup-14 10&sup-10∽10&sup-8 交換特性公式的三種類型可分成：粒子入射介面交換作用所引起的相位調(diào)整；形成上述強、弱、電磁三類作用；粒子之間交換作用因質(zhì)量（包含交換頻率、相位方位）等差異使交換存在一定寬度，相應引起的同元素原子線光譜存在一定的寬度，成為交換特性統(tǒng)一表達式。
強度比值是由強作用公式2πf2/hc≈1和弱作用公式2πg2/hc，以及電磁作用公式μce2/2h=1/137等計算得到的，f、g‘荷’實際上是強、弱交換場質(zhì)總量，稱為強、弱交換荷，相當于電荷是電場質(zhì)總量類似，可以用交換場散度描述。
電磁交換是重輕粒子間的交換，又與電場與磁場聯(lián)系起來的公式，比較特殊，但仍跟電荷平方有關，即強、弱場質(zhì)交換描述參量。如果改寫成相應關系式，則 2πě2/hc=μce2/2h ě2=μc2e2/4π 其中ě可以看成電磁交換荷或稱電磁交換荷。
三、基本粒子或變子應用 原子核碎片所構(gòu)成的粒子往往產(chǎn)生相反狀態(tài)，如濃縮性粒子與彌漫性粒子，前者帶正電，后者則帶負電的正反粒子。可見正反粒子就是指運動或結(jié)構(gòu)相反狀態(tài)的粒子，常常出現(xiàn)在原子核破裂的碎片上。
而反物質(zhì)實際上是正（通常）物質(zhì)相反運動狀態(tài)或相反周圍場質(zhì)狀態(tài)或相反結(jié)構(gòu)狀態(tài)而已，仍然是物質(zhì)的另一種形態(tài)，都是物質(zhì)。跟原子應用情況類似，基本粒子或變子的應用主要是宏觀的應用，單一粒子應用意義不是太大，只在物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究中開展設計一些觀察實驗，如加速器之類設備進行某些觀察實驗。
而主要應用是宏觀的放射性元素衰變應用、原子能應用、碎片電磁性能應用等。 1、 放射性元素應用 輕元素氫、氦等多半在宇宙中微渦旋運動中生成的，而且宇宙條件大體接近，生成質(zhì)量相近的氫、氦元素。
外圍殼粒愈少的元素原子愈易生成，從而在宇宙中豐度愈大。外圍無殼粒的中子和外圍一個殼粒的氫元素最多，其次是外圍二個殼粒的氦元素，這可以從太陽光吸收光譜中觀察到的。中子由于沒有外圍殼粒躍遷，在吸收光譜中觀察不到的，宇宙存在大量中子只是一種預測。
重粒子或重元素主要來自于星體或地球內(nèi)部微渦旋運動中生成的，如地球表面重元素主要來自地幔，而且愈深層地幔所形成原子愈重。靠近地面的地幔主要生成較輕元素，如碳、氧、氮等元素，并逸出地面，形成地面大氣圈，氧與氫化合生成水，并逐漸構(gòu)成水圈。
其它星球內(nèi)部條件不同于地球，很難生成跟地球完全一樣的大氣圈和水圈。 地幔下層生成的元素原子經(jīng)過生成氧而易化合成氧化物，近地殼冷卻，并構(gòu)成礦石，留存地面，使地面具有豐富的氧化物，如最豐富的氧化硅，其次氧化鋁、氧化鈣等。
特重元素原子多半在地幔深層高溫微渦旋形成的，它們化學性質(zhì)區(qū)別不是太明顯，而物理性質(zhì)卻有很大差別，有的構(gòu)成了放射性元素。放射性元素到地面經(jīng)歷中上層地幔，并跟其它氧化物混合在一起，構(gòu)成地面礦藏。不同的放射性元素穩(wěn)定性不同，放射的衰變半衰期不同，可以利用這個半衰期測量礦藏生成壽命。
有人用此估算地球壽命，那會偏短，至多只能作為參考，不可信以為真。 放射性元素鈾、鐳、钚等可放射出帶正電的氦核α粒子，帶負電β輕粒子，γ射線，這證明原子核包含氦核、質(zhì)子、中子等重粒子質(zhì)塊和邊緣β輕粒子，及其交換粒子γ射線構(gòu)成的，并非純粹質(zhì)子和中子組成的。
不同放射性元素衰變半周期不同。放射性同位素的原子是質(zhì)量差別較大而殼層粒數(shù)和分布一致的同一元素，但由于核質(zhì)量過大，內(nèi)外交換處于不平衡、不穩(wěn)定狀態(tài)而易在核粒子趨心運動中放射出粒子，即衰變。利用這類衰變的放射性，混在正常元素中，在生命體內(nèi)交換遞傳或運行中觀察生命的過程。
2、原子核應用 原子核質(zhì)量主要由原子核渦旋體質(zhì)塊或重粒子，即核子質(zhì)量構(gòu)成的，質(zhì)塊質(zhì)量大體相近，相當于氦核、質(zhì)子和中子，實際上質(zhì)子與中子只是同位旋（自旋與磁性方位異同）相反的同類粒子，且忽略輕子質(zhì)量。
獨立的質(zhì)子和中子質(zhì)量平均值是一定的。但元素平均原子量與其按質(zhì)子和中子數(shù)質(zhì)量和，并不完全一致，兩者之差的質(zhì)量虧損稱為結(jié)合能。結(jié)合能愈大，原子核愈穩(wěn)定。還可以用結(jié)合能對粒子數(shù)之比表示為每個核子平均結(jié)合能，稱原子核的比結(jié)合能。
核力或強作用是介子交換來實現(xiàn)的，核子交換時間不超過 ΔEΔt≥h/2π 中的Δt，ΔE=mc2中m為交換介子的質(zhì)量。 當原子核之間或原子核與粒子之間相互作用或碰撞時，就會發(fā)生變化，而變化的前后首先質(zhì)量或總能保持不變，即物質(zhì)不滅性與能量轉(zhuǎn)化守恒性。
可表示為 A+a→B+b 或A(a,b)B 其中A為變化前原子核質(zhì)量或總能，a為變化前粒子質(zhì)量或總能，B為變化后原子核質(zhì)量或總能，b為變化后粒子質(zhì)量或總能。如果變化前后還有吸收或放射熱量等能量Q，那么上式再加上±Q，有時還要經(jīng)過某種暫時過渡狀態(tài)原子核C° A+a→C°→B+b±Q 在碰撞中通常沒有加外力或外力矩，這時變化前后動量和角動量也保持守恒的。
核粒碰撞前后除了最基本的質(zhì)量、能量、動量、角動量守恒外，重粒子總數(shù)目也是守恒的，這是因為原子核內(nèi)外層不同質(zhì)量密度分別形成微渦旋的重粒子與輕粒子，重粒子不是輕粒子組合，所以重粒子不能被擊碎成大量輕粒子。
重子數(shù)守恒進一步驗證原子及原子核渦旋結(jié)構(gòu)。與原子核及非輕粒子渦旋運動有關描述參量還有同位旋、同位旋分量，奇異數(shù)等，與對稱趨勢有關的參量有偶宇稱、奇宇稱等，與交換平衡趨勢有關的參量有電荷等。它們都在粒核碰撞或原子核被擊碎時，一定條件下產(chǎn)生的不變性或守恒性，以解釋某些原子核或基本粒子現(xiàn)象。
放射性原子核除自行衰變外，在一定條件下產(chǎn)生裂變或聚變鏈鎖反應。只有元素周期表末端的重元素的核才有可能發(fā)生核裂變反應。由于重元素原子核質(zhì)塊或重粒子多，并在趨心擠壓過程中易拋射出重粒子，再去轟擊周圍原子核，使其成為碎片和一些中子之類重粒子。
只要體積足夠大，這樣轟擊連續(xù)進行下去，形成鏈鎖反應，最終發(fā)生爆炸。產(chǎn)生鏈鎖反應所需要的最小體積的質(zhì)量稱為臨界質(zhì)量。原子彈就是利用兩個小于臨界質(zhì)量放射性元素，需要爆炸時，用普通炸藥爆炸沖擊使其合并，超過臨界質(zhì)量而爆炸的。
輕核的放熱聚變反應是核反應的特殊形式，它在超高溫（107~109K）下有效地進行，反應中放也大量熱量，又稱為熱核反應。 3、粒子特性應用 粒子帶電性雖然是暫態(tài)的，在真空中有限時間或運行長度里仍然非常有效地作為電子射線等來使用，如示波器、電視顯象管、電子實驗設備等。
金屬體原子外層殼粒聯(lián)結(jié)較松懈，通電加熱殼粒易脫離開，并構(gòu)成暫時帶電性，只要外加一定電壓便向正極移動，形成射線，打擊熒光屏，便可發(fā)出光，適當控制和材料組合，如控制三組電子槍和相應熒光粉點組合的屏，可產(chǎn)生彩色圖案。
粒子比量子除平動、周期變換之外，還具有自旋、周期交換、磁性、電性等運動狀態(tài)，其在加速器中加速，平動運動增大，周期變換、交換、電性也會有所改變，變換跟平動一樣增大，交換和電性減少。兩個加速粒子碰撞，在一定條件下，可能產(chǎn)生共振態(tài)粒子等。
原子核碎片在加速器中加速不可能無限制進行下去，加速到一定程度必然轉(zhuǎn)化為量子或場物質(zhì)狀態(tài)。任何加速到光速或極限速度仍然保持帶電性狀態(tài)粒子，都是對《物性論》的否定。 中性粒子是渦旋體，通常具有磁性，必需找到磁感應或磁感光材料，作為設計發(fā)明觀察測量中性粒子設備基礎。
如果設計成功，不僅證明《物性論》渦旋理論正確性，而且在人們面前真正打開了基本粒子世界的。
