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十四、基本粒子并不“基本”
    ——认识的无限发展

    由感性认识上升到理性认识,再由理性认识回到实践,一个完整的认识过程就结束了。然而,这是不是意味着人们对一个具体事物的认识就完成了呢?

    不是的。人们对事物的正确认识,往往需要经过由实践到认识、由认识到实践的多次反复的过程,才能达到。就整个世界的广度和深度而言,认识是需要无限发展的。人们对微观世界物质结构的认识就是这样。古代的哲学家认为,世界上的物质都由原子构成,原子是组成物质的最小单位,是不可再分割的“宇宙之砖”。19世纪末,科学上有两个重大的新发现,一是放射性元素,一是电子。这两个重大发现表明,原子并不是不可再分割的,原子里有比它更小的电子。

    20世纪初,又进一步查明,原子中心有一个很小的原子核,周围有数量不等的电子在运转,说明原子是由原子核和电子组成的。到30年代,又发现原子核是由质子和中子组成的。电子、中子、光子等统称为“基本粒子”。目前已发现300多种基本粒子。

    近一二十年的高能物理科学实验提供了不少间接的证据,说明基本粒子并不“基本”,它们也同样是可分的。例如,用高能量的电子去轰击质子,观测轰击前后电子飞行方向改变的情况,证实质子的电荷并不聚在一起,而是分布在大约10万亿分之一厘米的范围内。这就说明,质子这种基本粒子是有一定大小的,并不是没有大小、没有内部结构的一个点。实验还表明,种类繁多的强子(重子和介子),都可以按照它们的自旋、电荷以及其它一些性质,排列成有一定对称性的一个一个的表,就像化学元素的周期表那样。大家知道,化学元素周期表是原子内部有结构的一种表现,它和原子核里含有多少个质子有关。强子的这种有规则的排列必定也是强子内部有某种结构的表现。这也说明强子并不是“基本”的。根据物质结构有无穷的层次这一思想,现在有些物理学家提出了层子模型(外国称为“夸克”)。认为强子有内部结构,是由更基本的“层子”组成的。

    随着实践和科学的发展,人们对物质结构的认识还在不断的深化。这表明,人们对物质结构的认识经历了实验、认识、再实验、再认识的多次反复,才达到今天的水平,其间,科学家们付出了艰巨的劳动和辛勤的汗水。而这个认识仍在不断深化和发展。为什么人们的认识不能一下子完成,而要经过实践和认识的多次反复呢?

    这是因为人们的认识受到很多限制,如科学技术条件的限制,比如没有显微镜,人们对细胞的认识就受到限制;没有高能加速器,人们对基本粒子的认识就受到限制;没有天文望远镜,人们对天体的观察和研究就受到限制,等等。

    人们的认识还受到实践的范围、立场、观点、方法和知识水平等主观条件的限制,也使得人们往往需要经过由实践到认识,由认识到实践的多次反复的过程,才能达到对一个事物的正确认识。

    例如,人们对地球形状的认识就有一个过程。古代有人认为“天圆地方”,即天是圆的,地是方的。一直到16世纪麦哲伦环球航行,才使人们普遍承认地球是圆形的。但是,地球是怎样的圆形,麦哲伦环球航行的实践回答不了这个问题。在150年以后,牛顿提出地球是扁椭圆形的,有人就反对,认为地球是长椭圆形的,好像直立的鸡蛋。到18世纪巴黎科学院派了测量队进行测量,才证实了地球是扁椭圆形的。随着科学技术的进步,特别是近几十年来,有了人造卫星作为测量地球形状的工具,有了电子计算机,对地球测量的精确度大大提高,对地球扁椭圆形的认识越来越精确。

    人们对化学元素周期律的认识就经历了实践和认识的多次反复才得以逐步完善和深化。在19世纪,一些科学家就探索化学元素之间的
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