第一章 物理史話 【14】

結果十年以後歷史又開了個極大的玩笑，1994年開始的弦理論的第二次革命中，超弦理論又回到了11維時空。並尋求一個稱為膜理論的完整理論。而最新發展的弦理論中增添了許多內容，故被稱為膜理論。如今物理學界超弦理論、膜理論為首的代表人物就是傑出的引力理論物理學家霍金。不過超弦理論、膜理論相當深奧，普通人一般都無法輕易理解。這裡引用當年卓別林與愛因斯坦第一次會面時的一段對話，也許會對理解這點有所幫助——卓別林說：「愛因斯坦先生，你是世界上最偉大的科學家，你的相對論，沒有幾個人懂。」愛因斯坦笑容可掬風趣地回答：「卓別林先生，你是世界上最偉大的藝術家，你的電影沒有人不懂。」

前面說到中子的出現，向物理學界提出了新的要求，從而發展出了當代粒子物理學。20世紀物理學家發現了原子的基本模型，以後隨著中子及各種介子相繼發現，基本粒子也越來越小了。如今人們知道了原子中的核子是由質子、中子組成。而中子失去電子以後即成質子，而它們又是由更小的微粒夸克所組成，如今已知的組成物質的最小的12種基本粒子已全部發現了，其中有6種夸克、6種輕子，而最後一個被發現的是一種輕子叫做τ中微子，它是在20世紀末發現的。而基本粒子除了物質粒子之外，還有一類是攜帶力的。目前已知的基本微粒共有62種。

物質科學將物質運動規律歸於由物質（粒子）間的四種基本相互作用的結果。這四種基本力是：一、強力。它是四種基本力中最強的，作用距離最短的，它束縛了夸克形成質子和中子，束縛住質子和中子形成了原子核。二、電磁力。是第二強的力，它在帶電荷的粒子之間作用。是一種長距離作用力。三、弱力。是第二弱的力，作用於物質粒子之間的短距離作用力。四、引力。是最弱的一種長距離作用力，在所有物質之間發生作用。

量子力學的大統一理論（GUT）中，是一種統一電磁力、強力和弱力的理論，並不含有引力。而對引力的研究主要在廣義相對論中，引力被描述為彎曲的空間——時間的曲率。愛因斯坦生前建立的統一場論只含有引力與電磁力而不含有強力和弱力，但最後未能獲得成功。在1956年以前人們都相信，物理定律分別服從三個叫C、P和T的對稱；C——電荷對稱，是指粒子與反粒子定律相同；P——宇稱對稱，指任何情景與它的鏡象定律不變；T——時間對稱，指前進與後退的時間性方向定律一樣。1956年美籍華裔科學家李政道、楊振寧關於弱相互作用下宇稱不守恆的發現掀起物理學的軒然大波。同年，他們的同事吳健雄用實驗證明了他們的預言，她在磁場中排列放射性元素的核，使他們自旋方向相同，發現電子在不同旋向發射量不同。李、楊二人為此獲得1957年度諾貝爾物理學獎。

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