秦胜华

（漯河市召陵区姬石乡宋寨村，河南漯河462025）

探讨万物的基本构件

秦胜华

（漯河市召陵区姬石乡宋寨村，河南漯河462025）

质能公式、光的波粒二象性、自由粒子的波动性都证明了实物粒子是由光子组成的。光子有两种存在形式：一种是能够传播的光子，一种是不能传播的光子。不能传播的光子就是组成万物的基本构件即基本粒子，其直径比能够传播的光子波长短得多。电子就是单个不能传播的光子。基本粒子与光子之间可以相互转化，从而揭开了实体物质所蕴藏巨大能量的秘密，也说明了电、磁、光、实体物质、能量在本质上具有统一性。

基本构件；质能公式；不能传播的光子；基本粒子

很长时间以来，人们认为原子是不可再分的，是各种物质结构的基本构件。20世纪初，人们认识到原子是原子核和电子构成的。1932年中子被发现后，人们进一步认识到构成原子核的是质子与中子。现在，人们知道无论是原子还是组成原子的质子和中子都是可以再分的。那么，真正的基本粒子到底是什么，或者说组成世界万物的最基本的构件到底是什么，本文拟对此问题做一点探讨［1］82-87。

1 关于不能传播的光子是组成万物的基本构件的构想

相对论一个重要结论就是爱因斯坦质能公式：

这个公式把物质的能量和它的质量直接联系起来了，它说明一定的质量对应于一定的能量，其联系纽带就是c2。物质的能量和它的质量由c2作为联系纽带，这就意味着实体物质粒子应该是由光子组成的。光子具有波粒二象性，一切微观粒子都具有波粒二象性。一个光子的波长是

一个自由粒子的波长是

把公式（2）与公式（3）作比较，它们非常类似，这说明光子与微观粒子都具有类似的波粒二象性。自由粒子为什么会和光子一样具有波粒二象性呢？答案应该是实物粒子也是由光子组成的。光子应该有两种：一种是能够传播的电磁波，一种是不能传播的电磁波。不能传播的电磁波就是组成万物的基本构件。

2 关于能够传播的光子

图1 能够传播的光子Fig.1 Photon that can be transmitted

单个光子的传播如图1所示。光子是横波，它传播时，电场强度E与磁场强度B互相垂直，二者均与波的传播方向垂直。周期性变化的电场E产生周期性变化的磁场B，周期性变化的磁场B又产生周期性变化的电场E……周期性变化的电场E与周期性变化的磁场B交替产生由近及远地沿z轴向外传播。这种光子不能静止，也没有静止质量，它在真空中传播的速度只能是光速，一旦静止就不存在了。

3 关于不能传播的光子

空间中既然有能够传播的光子，就应该有不能传播的光子。不能传播的光子如图2所示。不能传播的光子也是横波，它震动时，电场强度E与磁场强度B互相垂直，周期性变化的电场E产生周期性变化的磁场B，周期性变化的磁场B又产生周期性变化的电场E。……周期性变化的电场E与周期性变化的磁场B交替产生却不能向外传播。这种原地踏步走的光子应该是组成万物的基本构件——基本粒子，并具有静止质量。

图2 不能传播的光子Fig.2 Photon that cannot be transmitted

4 结语

组成万物的基本构件到底是什么？现在，人们知道，原子由原子核和电子构成，原子核由质子与中子构成，质子、中子由夸克构成。夸克由什么粒子构成……如果按照这个思路寻找下去，取决于我们所能得到多高的粒子能量［1］86-87。薛定谔曾设想，波是基本的，粒子只是许多波组合起来的一个波包，波包的速度也就是粒子的速度，波包的活动表现出粒子的性质。可这一设想被实验否定了。波包是不同频率的波组成的，不同频率的波在媒质中的速度不同，这样一个波包在媒质中会逐渐扩展而消失。可实验中观察到的电子不会在媒质中扩展而消失。波在二媒质的界面上可分为反射和折射两部分，而一粒电子是不可分的［2］86-87。如果薛定谔曾设想不能传播的电磁波是基本的，那么，其设想就不会被实验完全否定；如果不能传播的光子就是组成万物的基本构件——基本粒子，那么基本粒子与高能光子之间就能够互相转化，且基本粒子的直径比光子的波长短得多。如正电子遇到电子时就会湮没，从而产生两个γ光子。反过来两个γ光子在一定条件下可以转化为正负电子对。经典电子半径为2.82× 10-15m，直到4×10-16m的半径，仍然没有发现电子有内部结构［2］400-401。

综上所述，电子很可能是单个不能传播的光子——基本粒子或基本粒子的一种。

一个静止的基本粒子全部转化为能量为

把静止的基本粒子看作不能传播的的光子，它的能量为

把公式（3）与（4）合并，一个静止的基本粒子所蕴藏的能量就可以用下式表示

这就从理论上说明了实体物质所蕴藏巨大能量的原因。如果不能传播的光子就是万物的基本构件，那么，电、磁、光、实体物质、能量在本质上就具有统一性，实体物质也只不过是光子的另一种存在形式、一种主要存在形式，原子、原子核、质子、中子、夸克也只不过是不能传播的光子不同组合而已。

［1］史蒂芬·霍金.时间简史［Μ］.许明贤，吴忠超，译.长沙：科学技术出版社，2002．

［2］褚圣麟.原子物理学［Μ］.北京：高等教育出版社，1979．

Explore the Basic Elements of the World.

QINSheng-hua
(Luohe CityZhaolingSongzhai Village,Luohe 462025,China)

The mass energy formula,the light wave particle duality of second like,free particle volatility have proved the material particles are composed of photons.There are two kinds of forms:one is to be able to transmit the photons,one is not the transmission of photons.The photons that cannot be transmitted are the basic components of the universe,or the basic particles,whose diameter is much shorter than the wavelength of the transmitted light.The electron is a single,can not spread of the photon.The basic particles and photons can be transformed into each other, thus revealingthe tremendous energy ofthe solid material,alsoshows that the electric,magnetic,optical,physical,energy in nature has a unity.

Basic elements;Mass energyformula;Photon;Basic particle

O41

B

1674-8646（2015）10-0012-02

2015-08-16

秦胜华（1973-），男，河南漯河人，高中毕业。喜欢阅读物理学与哲学书籍，也喜欢物理试验，申请过两项专利，其中七彩虹灯罩专利的原理被编入北京师范大学出版社出版的八年级物理教师教学用书。