過(guò)去幾個(gè)世紀(jì)里,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了構(gòu)成宇宙所有物質(zhì)形式的物理元素,并將它們編目分類(lèi)。
如果你真的忍不住想罵某個(gè)人,
不要用說(shuō)的方式,
寫(xiě)下來(lái),
寫(xiě)在沙灘上。
評(píng)注
接下來(lái)希爾提到了物理學(xué)的基本定律,當(dāng)然他的描述局限于當(dāng)時(shí)對(duì)科學(xué)的理解程度,即使不是科學(xué)家,現(xiàn)在的讀者也能發(fā)現(xiàn)其中的錯(cuò)誤。比如,希爾說(shuō)電子或帶正電或帶負(fù)電?,F(xiàn)在我們已經(jīng)知道,電子帶負(fù)電。物理學(xué)中有一門(mén)分支學(xué)科研究比電子還小的粒子,這個(gè)粒子的世界恐怕希爾從沒(méi)有想到過(guò)。
希爾在寫(xiě)作中有時(shí)候會(huì)偏離主題去討論別的話(huà)題,編者對(duì)這部分內(nèi)容作了一些刪減。希爾如果擁有今天的科學(xué)知識(shí),自己也會(huì)把這些內(nèi)容刪掉的。但是,對(duì)于讀者來(lái)說(shuō),更重要的是把希爾對(duì)物理學(xué)內(nèi)容的概述看做他對(duì)人類(lèi)行為定律的類(lèi)比。這也正是他寫(xiě)此部分內(nèi)容的意圖。希爾試圖為“智囊團(tuán)”找到物理學(xué)基礎(chǔ),以便解釋它那神秘且不容置疑的力量。
通過(guò)研究分析以及進(jìn)一步精確測(cè)量尺度,人類(lèi)已經(jīng)從物理學(xué)角度發(fā)現(xiàn)了宇宙的“大”。宇宙主要由行星、太陽(yáng)和恒星構(gòu)成,其中一些星球是地球的幾千萬(wàn)倍大,甚至更大。
另一方面,人類(lèi)也發(fā)現(xiàn)了宇宙的“小”,物理元素被分解為分子、原子,直到最小的粒子—電子。電子是無(wú)法用肉眼看到的、由正電荷或負(fù)電荷構(gòu)成的力中心。
分子、原子和電子
為了理解知識(shí)被收集、整理和分類(lèi)的細(xì)節(jié)以及被思考的方式,很有必要從最小、最簡(jiǎn)單的物質(zhì)開(kāi)始,因?yàn)樗鼈兪菢?gòu)成物理世界框架的基本要素。
分子由原子構(gòu)成。原子是以閃電般的速度不停運(yùn)轉(zhuǎn)的微粒,肉眼無(wú)法觀(guān)察到。它運(yùn)轉(zhuǎn)的規(guī)律與地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的規(guī)律完全相同。這些被稱(chēng)做原子的微粒,在分子中不停地沿環(huán)形軌跡運(yùn)行。原子又是由物理世界最小的微?!娮咏M成的。
前面提到,電子就是兩種形式的力。電的電極、大小和性質(zhì)都恒定不變,所以一粒沙或一滴水里運(yùn)行著的規(guī)律和整個(gè)宇宙的運(yùn)行規(guī)律完全相同。
真是令人嘆為觀(guān)止!也許以后你每次吃飯時(shí)都會(huì)想到這個(gè)不可思議的事實(shí),會(huì)想到每種食物、每件餐具甚至餐桌,分析到最后,你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們都是若干電子的集合。
在物理世界中,不管抬頭看向夜空中最亮的星星,還是俯身觀(guān)察地上的一粒沙子,你眼中的一切事物都是分子、原子、電子的有序集合,它們正在以人們難以想象的速度運(yùn)行。
沒(méi)有什么是靜止不動(dòng)的,盡管肉眼看到的事物往往是靜止的。世上并不存在真正毫無(wú)空隙的物質(zhì),一塊硬的鋼板也只是若干有序的、不停運(yùn)轉(zhuǎn)的微粒集合。此外,一塊鋼板中的電子與金、銀、黃銅或錫中的電子在性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)速率上是相同的。
大千世界里的事物看上去各不相同,彼此的確存在差異,原因在于各自的原子結(jié)構(gòu)不同(盡管構(gòu)成原子的電子都一樣,電子的區(qū)別只是在于它們或者帶正電或者帶負(fù)電)。
物質(zhì)可以通過(guò)化學(xué)方式被分解為原子,原子在物質(zhì)自身內(nèi)部無(wú)法產(chǎn)生任何變化。元素彼此不同也是因?yàn)樵游恢玫慕M合和變化,所以我們可以認(rèn)為:在物理世界中,物質(zhì)之間的區(qū)別只在于構(gòu)成原子的電子數(shù)量不同。
舉例來(lái)說(shuō),一個(gè)汞原子的原子核里有80個(gè)正電子、80個(gè)負(fù)電子。只要化學(xué)家去掉兩個(gè)正電子,汞原子就會(huì)變成新的金屬—鉑。再進(jìn)一步就會(huì)把鉑變成金子!
煉金術(shù)師們一直在孜孜不倦地追求這種“點(diǎn)石成金”的方法,現(xiàn)代的化學(xué)家們也不例外。
每個(gè)化學(xué)家都知道,毫不夸張地說(shuō),成千上萬(wàn)種合成物質(zhì)也許只是由四種原子—?dú)?、氧、氮和碳?gòu)成的。
從一粒沙到宇宙中體積最大的天體,都是大自然用原子這種基本粒子創(chuàng)造出來(lái)的。它用原子造出一棵橡樹(shù)或一棵松樹(shù)、一片砂巖或一塊花崗石、一只老鼠或一頭大象。
評(píng)注
希爾在這里是指宇宙充滿(mǎn)了尚未被認(rèn)識(shí)的不可見(jiàn)的能量。第一顆原子彈的爆炸就證明了這種能量。
但是,這個(gè)例子原本要傳達(dá)的信息是:物質(zhì)周?chē)傔\(yùn)行著一股能量,這股能量決定了一個(gè)事物吸引或排斥別的事物。它可以讓兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子結(jié)合成一個(gè)水分子,也可以讓鈉原子與氯原子結(jié)合產(chǎn)生鹽分子。原子核從來(lái)不會(huì)有變化,但原子在這種能量的作用下會(huì)產(chǎn)生不同的組合進(jìn)而形成新的事物。
在智囊團(tuán)里,每個(gè)成員的大腦都蘊(yùn)藏著能量,彼此作用,形成了新的、不同于任何一個(gè)成員大腦的“主腦”。
我們?cè)谶@里講解物質(zhì)分析中最小的基本粒子只是一個(gè)起點(diǎn),接下來(lái)我們要開(kāi)始學(xué)習(xí)怎樣理解和運(yùn)用其中提到的能量定律。