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反物質已經在實驗室里被製造出來,浩瀚宇宙的某處或有一個「反你」存在!

著名物理學家狄拉克認為,完全有可能有一個反物質構成的你,那個反你看上去和你的外觀和行為都一模一樣,有可能在浩瀚的宇宙某個地方,存在由反物質構成的恆星和行星,甚至生命。

狄拉克的方程最後還有一個預言,它說物質和反物質千萬不能相遇,如果相遇,它們將在純粹能量的爆發中相互湮滅,物質與反物質的合併質量將完全轉換成能量!

這一切聽起來像是科幻小說,反物質的概念也曾引起軒然大波。但事實上,反物質,特別是反電子,也稱為正電子,現在經常在實驗室里被製造出來。同時,正電粒子被用於精密的醫學影像設備,比如PET掃描器(正電子放射斷層掃描儀),該儀器可以透過我們的頭骨清晰而準確的看見大腦結構。

但是20世界20年代,物理學家一開都懷疑狄拉克的方程的正確性,甚至狄拉克也不太能相信自己的結果,反物質看起來如此荒謬!然後有利的證據出現了,肯定了狄拉克方程及其所有似非而是的推論,它來自最意想不到的地方:外層空間。

1932年,物理學家卡爾-安德森就職於洛杉磯的加州理工學院,他作出了一項偉大的發現,他一直在研究宇宙射線,它們是不停轟擊地球的高能亞原子粒子。為此,他使用一種名叫「雲室」的裝置,基本上由薄霧狀水蒸氣充斥著的器皿,那裡顯示了粒子穿過水蒸氣的運動軌跡,如果加上磁場,運動軌跡則會向兩邊偏轉,偏轉的方向取決於離子所帶的是正電還是負電。那也是觀察粒子運動軌跡的方法之一。

安德森發現那些粒子酷似電子,但偏轉的方向卻和電子相反,他發現了狄拉克預言中反物質的反電子。狄拉克方程式不同尋常的成就,它只用抽象的數學方法,就預測了反物質的存在,這是人類思想史上一個重要的里程碑。

但是幾年之後,首先是狄拉克然後是其他人感到他的新方程有著某種深長地意味,某種全新的自然本質,他們是對的,但是隱藏在狄拉克方程中的啟示讓最偉大的頭腦用了三十年去揭示。

狄拉克方程的問題是這樣的,雖然它驚人的強大並導致反物質的發現,不過說到底它只能描述一個單一的電子,當有一個以上的電子時,就需要一個全新的理論來解釋電子之間是如何相互作用的,那也是20世紀中葉最困難的問題,但當答案呈現在人們面前時,它帶來出乎意料的啟示。

科學家費曼和他同時代的人從狄拉克那裡接住了研究原子的接力棒,並發展出一套理論,使我們對原子的理解有如量子階躍般向前一大步。正如先前的狄拉克反物質方程,新理論意在統一,他們想了解電子如何相互影響,換句話說,就是在電磁場下萬物是怎樣一起運動的,他們把這個統一的項目稱作「量子電動力學」(QED),該研究是一項巨大的挑戰,但最終的結果之宏偉不亞於任何人類所見過的最影響深遠最精確的科學理論!

例如,它證明電子的某種屬性,稱為磁矩,預測的數據與實驗測量數據高度一致,這是理論和實驗的完全吻合,其誤差不到百億分之一,達到了前所未有的水平,就像測量倫敦到紐約之間的距離而誤差不會超過一個頭髮的厚度!!!

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