氢原子核,由一个质子,一个中子,一个核外电子组成;氦原子核由二个质子,二个中子,二个核外电子组成;其中,质子与质子之间,中子与中子之间,质子与中子之间由强核力控制,电子与原子核由电磁力控制。其它原子依次类推,或许有一些特殊的同位素例外,在此不再赘述。
质子,中子也不是物质最小的组成单位,现代科技表明,质子和中子是由夸克组成。宇宙间存在不同类型的夸克,其实只有六种,被称为六种味。这六种味被科学界称为上,下,奇,粲,底和顶。每种味夸克又带有三种色,即红,绿和蓝。一个质子由二个上夸克和一个下夸克组成,一个中子由二个下夸克和一个上夸克组成。到目前为止,没有发现比夸克还要小的物质,但我们相信夸克不是物质组成的最小的单位。那么,世间物质的最小单位是什么呢?现代科学虽然没有发现,但我们可以假设宇宙间有物质组成的最小单位,我们称为基元,使基元挤在一起的力,我们假设为是强核力。
现在我们可以讨论物质的质量的问题了。什么是物质的质量呢?前面我们已经谈过,物质的质量是指物质含有“物质”的多小。引号里面的物质是指的什么呢?现在我们可以说引号里面的物质就是物质的“基元”。现在我们可以重新给物质的质量下定义,即所谓物质的质量是物质含有基元的多少。
我们在讨论物质的个个层次的结构时,都没有遗漏连接它们的力。例如,连接分子,原子的力是分子键和原子键;连接质子,中子之间的力是强核力,原子核和电子之间的离心力是电磁力等等不一而足。力的本质是什么?它们是怎么形成的?
量子力学认为,所有的力都是由粒子来传递的,也就是说,宇宙间的力也是物质,只是由高速的粒子组成。霍金认为,宇宙间所有的粒子都有自旋的性质。所谓粒子的自旋,是指从不同的方向看粒子是什么样子。例如,一个自旋为0的粒子像一个点,从任何方向看都一样;自旋为1的粒子像一个箭头,从不同的方向看是不同的,只有把它转过一整圈,即360度时,该粒子才显得一样;自旋为2的粒子像个双向的箭头,只要把它转过半圈,即180度时,它看起来才一样;自旋为1/2的粒子,把它转两整圈,即720度时,它看起来才一样。
量子力学认为,宇宙间所有已知的粒子分为两组:
一,自旋为1/2的粒子,组成宇宙中的物质。
二,自旋为0,1和2的粒子,它们是传递各种力的力子。
宇宙间各种相互作用的力是怎样通过自旋为1/2的粒子传递的呢?霍金认为,“