中國古代「一尺之捶，日取其半，萬世不竭」，能分到原子還是夸克

《莊子·天下篇》中有述：「一尺之捶，日取其半，萬世不竭」！戰國，即先秦時期，一尺約等於現在的23.1釐米，大意是一塊23公分長的木棍，每天砍下一半，永遠都砍不完！形象的說明了物體細分是無窮盡的！但事實上真的是這樣嗎？可以永遠的砍下去？

一、物質的最小單位是什麼？

原子是化學反應中不可再分的最小單位，後來我們知道了原子的標準模型後，才知道化學變化改變的是核外電子中最外層電子的分布方式，而對於內部的原子核並不能觸及！

1、發現原子核

對於發現原子核，還有一個比較有意思的事情，盧瑟福為了驗證湯姆遜的原子模型，他在1911年設計了一個實驗，如圖所示，周圍一圈是感光材料，而中心則是金箔，在金箔的正前方則是一個α粒子發生器！

假如按照湯姆遜的模型，從理論上來看α粒子應該徑直穿過原子核揚長而去，進而在金箔的另一端的感光材料上留下它們的印記！

但事實上結果出乎盧瑟福的預料，因為絕大部分的α粒子都穿過了金箔，但有少數粒子發生了偏轉，有極少數偏轉角度很大，甚至有被彈回來的！

這很簡單的說明了一個事實，原子內部大都是空的，中心擁有一個緻密實體，否則α粒子不會被彈回，因為α粒子本身就是兩個質子和兩個中子構成的帶正電高速氦四原子核！在α粒子散射實驗後，盧瑟福提出了自己的原子核原子模型！

2、發現質子與中子

1918年盧瑟福在擔任卡文迪許實驗室主任時，用發現原子核的α粒子轟擊氮原子核，他發現了一種奇怪的現象，感光器件記錄到了氫核的跡象，盧瑟福意識到這個氫核的唯一來源是氮原子核，強大的α粒子撞擊分裂了氮原子核，他將其命名為Proton，這就是質子的來歷，盧瑟福發現質子以後，還預言了不帶電的中子！

質子質量：1.672621637×10^-27 千克 直徑：1.6-1.7×10^-15千克，

中子質量：1.6749286 ×10^-27 千克

3、發現夸克

自從科學家發現質子以來，就折騰了一系列的加速器來操練質子，希望能在質子的基礎上更進一步，發現更小的基本粒子，但很可惜，封閉質子的力量是如此強大，以至於根本打不開質子，但至少知道了撞擊時會有三個散射強度！當然現在我們已經知道這是夸克緊閉的現象， 夸克不能被直接觀測，或是被分離出來，只能通過對強子的觀測間接來觀測內部的結構（質子和中子是最穩定的強子）！

4、標準粒子模型

從1897年湯姆遜發現電子，到1911，和1918年盧瑟福發現原子核和質子與中子，再到五六十年代發現200多個強子，再在加速器的幫助下發現夸克.....基本我們發現的粒子已經湊一個模型了！

如同抽絲剝繭，最終發現的位置到達了夸克的世界！那麼我們總共發現了哪幾類粒子呢？

上圖標準模型中有兩大類粒子，一類是費米子，表示的是物質最小不可分割部分，即構成物質的最小單位！而另一類則是規範玻色子，這一類粒子起到傳遞力的作用，比如膠子連接上下夸克構成質子，光子則傳遞電磁作用，W和Z玻色子傳遞弱相互作用！簡單的理解，費米子就是磚塊，而玻色子就是水泥漿，我們宏觀世界的物質大廈就是由這些小東西連接起來的！

但有一點必須要提醒一下，儘管磚塊與水泥是大廈中必不可少的材料，但宏觀世界中磚塊明顯要比粘合的砂漿質量要大，但在微觀世界卻是相反的，因為構成質子和中子的上下夸克都是輕夸克，三個夸克的質量遠小於其構成的質子，質量來自何方？粘合夸克的膠子，甚至核聚變和裂變的能量真正的源頭也在膠子！

5、電子還能再分嗎？

從基本粒子模型中我們可以知道，電子是費米子，也就是不可再分基本粒子，因此電子就分布下去啦！

二、一尺之捶，日取其半，多久到達最小單位，無法再分？

假設我們用砍刀，切開物質用的電磁力，因此從理論上來看，到原子就不可再分了，因為要分開原子核，用砍刀這種電磁力可不行！那麼幾天砍下來就到原子了呢？

一尺之捶=0.231米

原子直徑=10^10米

那麼大約需要 31.105245706天，也就是砍一個月，就砍到原子了，理論上還可以砍，但事實上砍刀能輸出的能量遠遠不夠了！

三、古代就知道了無窮盡的微觀世界，那是也有科學嗎？

佛學《華嚴經》中的「一花一世界，一葉一菩提」，與「一尺之捶，日取其半，萬世不竭」有異曲同工之妙，其大無外，其小無內，只是中國古代對於境界的最高認知，但僅此而已，並沒有更進一步，也許局限於當時的時代背景！現代科學也就四百多年的歷史，各位不要認為很久了，在種花家看來，才剛剛起飛而已！