标准粒子模型

从高中的知识中我们知道了物质是由原子组成的，原子由质子，中子，电子组成的，那么这些粒子又是什么组成的。接下来我们看一下现在物理学的最前列： 标准粒子模型

质子

质子并不是基本粒子之一，它是由两个上夸克和一个下夸克组成的，每个质子都带有正电。质子可以通过捕获一个电子的方式来进行 β衰变。β衰变会把质子变成中子，同时放出 x 射线与 γ 射线。这也是铀等重元素衰变的主要原因。

中子

同样的中子也不是基本粒子，它是由一个上夸克和两个下夸克组成的，中子不带电。自由中子的半衰期只有 10分钟11s，但是在原子核中他不会发生衰变，因为强相互作用力将会束缚住夸克。
中子的衰变叫逆 β 衰变。中子中的下夸克会衰变为上夸克同时方出一个 W/Z 玻色子，然后衰变成电子和反中微子。

电子

与上面两个不同，电子是基本粒子，在现有的理论中不可再分。电子也是四大基本作用力中磁场的产生者。电子在原子核中有能级的概念。越外层的电子能量越高，电子从外层到内层的时候会放出能量，在宏观中的表现为磁力。电子的流动在宏观中表现为电力。
除了能级变化放出光子，正负电子湮灭也会产生一对以上的光子。

光子

光子也是最基本的粒子之一，光子非常特殊，因为光子没有质量和体积，而且在真空中速度永远是光速，无论能量的高低，它的速度永远不会改变。同时光也是电磁力的传递子，磁体的互相吸引和互相排斥就是光子在中间传递力。

斥力

吸力

光子也是最早被量子化的基本粒子，光子有很多的奇特的性质，比如波粒二象性，光速不变等。

光子的波粒二相性也是现在民科最喜欢的领域。双缝干涉实验主要是因为 海森堡的不确定性原理导致的，和意识没有任何关系。 海森堡不确定性原理证明了 粒子的动量和位置不能同时测量，测量了动量，就无法确定位置，确定了位置就无法测量动量。这是粒子的内秉属性。

夸克

夸克共有六种以及他们的反粒子，分别为 上（u）、下（d）、奇（s）、粲（c）、底（b）及顶（t）六种味，每种夸克都有三种色，分别为红，黄，蓝。只有凑够三种色，或者 正反色才能形成一个稳定粒子。夸克无法单独存在。

这些基本就凑成了粒子物理的标准模型。可以看这张图。

四大基本作用力

我们看到图上一共有 17 种基本粒子，每一种基本粒子都有自己的反粒子。夸克又有不同的色，共有 36 种夸克， 12种轻子，八种胶子 加上 光子，Z/W 玻色子和希格斯玻色子 共 61 种。

基本粒子

其中胶子，W/Z粒子，光子 共 12 种用于传递基本作用力，胶子传递强力， W/Z 粒子传递弱力，光子传递电磁力。

• 强力是将夸克黏在一起的力，同时也是将原子核黏在一起的力，强力与距离的平方成正比，距离越大，力量越大。但是生效范围只有一个原子核那么大。
• 弱力是导致原子衰变的力。
• 电磁力是宏观中所有力的来源，摩擦力，化学键都是电磁力的不同表现。

四大基本力有了三个，还缺了一个什么呢？就是引力。理论上有一个粒子叫引力子负责传递引力，但是现在并没有一种理论可以将引力收入其中，因为引力非常非常特殊，引力是时空畸变导致的。要解决引力问题就要解决空间的问题。

万有理论

虽然引力一直无法同意，但是统一四大基本作用力的理论已经起好了名字，就叫万有理论。现在比较热门的就是弦理论和圈量子动力学。圈量子动力学很简单就是设法将引力量子化，在标准粒子上面继续打补丁。弦理论就比较有意思了，可以解释很多很多的现在无法解释的问题。
弦理论认物质的基本组成是一维的弦，不同的粒子是因为弦的震动和长度不同才导致的性质。

现有框架下无法解决的引力问题，非常轻松的就在弦理论中解决了。

弦理论认为宇宙是11维的，而且开弦就长在一个二维的膜上面，但是引力是闭弦的，可以在两张膜之间移动，所以暗物质为什么看不见就很好解决了，他就不在我们的宇宙中，在别的宇宙通过引力子来影响我们。
宇宙大爆炸也很好解决，两张膜撞在一起就产生宇宙大爆炸了。黑洞也可以用弦理论来解决，黑洞就是一个开弦，但是蜷缩在了其他维度，导致我们无法观察到。