基本粒子可能只有三种

摘要  宇宙中的基本粒子可能只有三种，分别是以太粒子、电子和正电子，其他所有粒子可能都是由这三种粒子组成的。

关键词：基本粒子，以太粒子，电子，正电子

1. 基本粒子的现状

基本粒子是指人们所认知的构成物质的最小最基本的单位，即在不改变物质属性的前提下的最小体积物质。物理学中的标准模型理论认为：

第一，基本粒子分为夸克、轻子和传播子三大类；

第二，构成世界的一切，均是由62种基本粒子组成的；

第三，所有规范粒子的质量为零；

第四，粒子通过希格斯场、希格斯粒子获得质量；

第五，所有的基本粒子都是共振态。

基本粒子可以简化表示为图1。

  图1. 基本粒子标准模型（图片来源于网络）

2. 标准模型的疑问

2.1. 强核力并不存在

在自然界中，只存在三种力，分别是电磁力、引力和斥力，强核力并不存在，它是物理学家们想象的力。

如果强核力不存在，原子核是如何形成的呢？根教科书中的定义，强核力是作用于强子之间的力，它将质子和中子中的夸克束缚在一起，并将原子中的质子和中子束缚在一起，但是，强核力是什么性质的力？它是如何形成的？谁也不知道，所有的理论都是猜测。

在发现中子以前，人们认为原子核是由质子和电子组成，这种理论和实验符合得很好。但是，在发现中子后的1932年，人们就开始认为原子核是由质子和中子组成的，唯一的原因是爱因斯坦的质能关系理论：复合粒子的内能，或者是复合粒子的质量一定要小于它的组分的质量。意思就是说现在你有两个球，你把他俩穿在一起，他俩的质量必定要小于两个球的质量，如果大于或者等于的话，两个球的结合是不稳定的，或者说很难结合在一起，因为系统总是倾向于跑到更低的能量状态。由于中子的质量大于质子和电子之和，因而中子不是由二者组成。但是，如果爱因斯坦的质能关系理论并不正确，或具有一定的应用范围，这个证据也就不复存在了，例如，质子与电子组成的氢原子，二者的质量就没有减少，甚至还有所增加（电子运动所产生的质量）。

如果强核力存在，那么，氦2也应该稳定存在，因为强核力远大于电斥力，但是，氦2并不能稳定存在，说明强核力小于电斥力，或核强力不存在，我们也从没有在实验中观察到强核力。在任何条件下，两个质子都不可能结合在一起，但可以通过一个电子结合成氘核。

2.2. 弱核力也不存在

假设的弱核力也只是为了解释各种衰变，如果原子核内本来就没有中子，也就不需要这种力了，弱核力也就没有存在的必要了。

2.3. 夸克也不存在

20世纪5、60年代，实验上观测到200多个强子，建立它们的“元素周期表”成为当时粒子物理学家思考的问题，正是这些探索导致了夸克概念的提出。1964年，美国物理学家默里·盖尔曼和乔治·茨威格各自独立提出了强子的夸克模型。在这一模型中子、质子这一类强子是由更基本的单元—夸克组成的，它们具有分数电荷，是基本电量的+2/3或-1/3倍，自旋为1/2。其空间尺度是微观粒子中最小的，大约小于10^-19米。在标准模型中，夸克包括两类（正，反）、6味（上，下，粲，奇，顶，底）、三色（红，绿，兰）共36种。

本文认为，夸克并不存在，其原因如下：

A. 基本的夸克粒子不可能达到36种，或者它不是基本粒子；

B. 不能单独存在的粒子不是基本粒子或不存在（夸克禁闭不可信）；

C. 从未发现分数电荷的存在，否则，电子就不是基本粒子；

D. 夸克的质量只占质子质量的1%，不能说质子是由夸克组成的；

E. 没有任何证实夸克存在的证据，所谓的证据也只是推测。

2.4. 玻色子也不存在

在标准粒子模型中，玻色子被分为四类：分别是引力子负责传递引力，光子负责传递电磁力，胶子负责传递强力，W和Z玻色子负责传递弱力，四类玻色子中，除了引力子之外，其他玻色子都已经被发现，当然，还有一个更重要的粒子，希格斯玻色子，也被称为上帝粒子，能够赋予基本粒子以质量。

本文认为：自然界中不存在无质量的物体或粒子，它只存在于物理理论或数学之中。

2.4.1. 光子

光子是什么？谁也不知道。光子是如何传递电磁力的？主流认可的是费曼的传播子理论。本文认为，如果承认以太的存在，光就是以太中的波动，光与电磁力没有任何关系，当光经过任何的电场或磁场时，光不会受到任何的影响，两种互不相关的物理现象如何产生作用呢？

2.4.2. 胶子

标准模型中，胶子是传递夸克之间强相互作用的粒子（规范玻色子），共8种 ，静质量为0，自旋为1，具有色荷。

胶子是假设出来的。由于假设带电粒子间的电磁相互作用是通过交换光子而实现的，与此类比，具有色荷的夸克之间的强相互作用是通过交换胶子而实现的，但是，实验上还从未发现自由状态的胶子。1968年电子对质子的深度非弹性散射实验中，显示质子中有着点状结构，质子的能量只有一半由带电的点状物质所携带，另一半则由中性的无电磁作用的组分所携带，按照夸克模型及量子色动力学，这带电的点状结构是夸克，中性的组分可能就是胶子。然而，实验结果只是提供了可能存在胶子的迹象。1979年在高能正负电子对撞实验中发现三喷注现象，但是这种现象与胶子又有什么关系呢？

2.4.3. W和Z玻色子

在物理学中，W及Z玻色子是负责传递弱核力的基本粒子。但它所具有的性质更象是天方夜谭：它们的质量比铁原子还重，寿命却小于10^-24 s，不知道这种粒子是如何传递力的作用，如何存在于原子核之中，可以说，这种粒子只能存在于理论之中。

3. 基本粒子的猜想

3.1. 基本粒子的定义

所谓的基本粒子，必须符合两个条件，一是必须能够稳定地存在，在任何条件下都不能衰变为其他粒子，二是不存在内部结构，在任何条件下不会破损或质量减少。能同时满足这两个条件的只有以太粒子和正负电子。

3.2. 以太粒子

以太粒子是基本粒子，可以看作是不带电的点粒子，其平均质量为7x10^-40kg，在地球附近的温度为2.73 K，平均动能为5.67x10^-23J。

假设以太粒子之间具有一定的作用力，图2是以太粒子间猜想的作用力与原子间作用力的比较。

  图2. 以太粒子与原子间作用力的比较

3.3. 正负电子

除以太粒子外，自然界中只有正负电子是带电荷的基本粒子，也可以当作点粒子看待。在宇宙中，正负电子的数目应该是相等的，这可能是唯一数目相等的粒子，二者互为反粒子。当二者相遇时，能形成电子对，当电子对低速运动时，其性质类似于中微子，当它高速运动时，其性质类似于γ  射线。

本文猜测：以太粒子可能与正电子具有一定的亲和力，也就是说，正电子可以在一定的条件下与以太粒子组成质子，而电子与以太没有或很小的亲和力，电子也就一直孤单地存在着，很难与以太组合，形成反质子。

4. 粒子结构的猜想

老子说：大道至简，意为基本原理、方法和规律极其简单，一两句话就能说明白，开普勒说：大自然喜欢简单和统一，牛顿说：自然界喜欢简单图形。

4.1. 质子的结构

主流认为，一个质子由两个+2/3电荷的上夸克和一个-1/3电荷的下夸克通过胶子在强相互作用下构成的。但是，任何夸克和胶子也只是物理学家们的想象，谁也没有发现过一个夸克或胶子，也没有发现过分数电荷。

本文认为，一个微观的粒子不可能具有如此复杂的结构，质子应该是由正电子和以太粒子组成的，其示意图如图3所示，其半径为0.83 fm。

  图3. 质子的组成

4.2. 中子的结构

中子应该属于原子的范畴，是矮小的氢原子，但是，由于它的核外电子的轨道角动量不等于ℏ，因此，它是不稳定的。根据中子的质量和相对论，可以计算出核外电子的速度为v= 2.75x10⁸ m/s，相当于光速的0.92倍，也可以计算出电子的轨道半径为1.32 fm，是最小的原子。

4.3. 其他粒子的结构

物理学家发现的粒子众多，但不论是什么粒子，遵循的规律为：所带的电荷量为+1、0、-1，但粒子的质量千差万别，所有带电粒子的质量都必须大于电子的质量，不带电的粒子质量没有限制，但必须大于单个以太粒子的质量。

因此，本文认为，所有的带电粒子都是由电子或正电子与以太粒子组成，而不带电的粒子都是由以太粒子组成或者是正负电子对。

5. 结论

现代的粒子物理学过于复杂，基本粒子的数量也过于庞大，大自然崇尚简单，本人推崇奥卡姆剃刀：对于现象最简单的解释往往比较复杂的解释更正确，需要最少假设的解释最有可能是正确的。