中财网吃红姑娘有什么好处:时间、光、音、核子、质子、反质子、中子、粒子、量子、反物质
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/04/29 22:19:26
时间//时间隧道//光//光速//光年//音//音速/超音速
核子//质子//反质子//中子//反中子//粒子//量子//夸克//反物质
时 间
（物理学定义）时间是两时刻之间的时间间隔。
什么是时间？时间的本质：时间是宇宙事件顺序的度量、描计。
t=T(U,S,X,Y,Z......)
U－宇宙；S空间，XYZ，......事件，顺序
时间不是自变量，而是因变量，它是随宇宙的变化而变化。
t=(S1,S2,S3,...,Sn)
以上是Deng's时间本质、概念、公式：世界事件发生次序的序列。其中，S是事件，S1,S2,S3,...,Sn是事件1，2，3，.....，n发生的顺序，时间就是对这些事件发生顺序的排序，标志的计量。
时间的基本概念
时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数，确定时间，是靠不受外界影响的物质周期变化的规律。例如月球绕地球周期，地球绕太阳周期，地球自转周期，原子震荡周期等。
1 授时系统
授时系统是确定和发播精确时刻的工作系统。每当整点钟时，正在收听广播的收音机便会播出“嘟、嘟......”的响声．人们便以此校对自己的钟表的 快慢。广播电台里的正确时间是哪里来的呢？它是由天文台精密的钟去控制的。那么天文台又是怎样知道这些精确的时间呢？我们知道，地球每天均匀转动一次，因此，天上的星星每天东升西落一次。如果把地球当作一个大钟．天空的星星就好比钟面上表示钟点的数字。星星的位置天文学家已经很好测定过，也就是说这只天然钟面上的钟点数是很精确知道的。天文学家的望远镜就好比钟面上的指针。在我们日常用的钟上，是指针转而钟面不动，在这里看上去则是指针“不动”，“钟面”在转动。当星星对准望远镜时，天文学家就知道正确的时间，用这个时间去校正天文台的钟。 这样天文学家就可随时从天文台的钟面知道正确的时间．然后在每天一定时间，例如，整点时，通过电台广播出去，我们就可以去校对自己的钟表，或供其他工作的需要。
天文测时所依赖的是地球自转，而地球自转的不均匀性使得天文方法所得到的时间（世界时）精度只能达到10-9，无法满足二十世纪中叶社会经济各方面的需求。一种更为精确和稳定的时间标准应运而生，这就是“原子钟”。目前世界各国都采用原子钟来产生和保持标准时间，这就是“时间基准”，然后，通过各种手段和媒介将时间信号送达用户，这些手段包括：短波、长波、电话网、互联网、卫星等。这一整个工序，就称为“授时系统”。
2 时区
将地球表面按经线划分的24个区域。当我们在上海看到太阳升起时，居住新加坡的人要再过半小时才能看到太阳升起。而远在英国伦敦的居民则还在睡梦中，要再过8小时才能见到太阳呢。世界各 地的人们，在生活和工作中如果各自采用当地的时间， 对于日常生活、交通等会带来许许多多的不便和困难。为了照顾到各地区的使用方便，又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时间上去。有关国际会议决定将地球表面按经线从东到西，划成一个个区域，并且规定相邻区域的时间相差1小时。在同一区域内的东端和西端的人看到太阳升起的时间最多相差不过1小时。当人们跨过一个区域，就将自己的时钟校正1小时（向西减1小时，向东加1小时），跨过几个区域就加或减几小时。这样使用起来就很方便。现今全球共分为24个时区。由于实用上常常1个国家，或1个省份同时跨着 2个或更多时区，为了照顾到行政上的方便，常将1个国家或 1个省份划在一起。所以时区并不严格按南北直线来划分， 而是按自然条件来划分。例如，我国幅员宽广，差不多跨5个时区，但实际上在只用东八时区的标准时即北京时间为准。
3 区时
一种按全球统一的时区系统计量的时间。每当太阳当头照的时候，就是中午12点钟。但不同地方看到太阳当头照的时间是不一样的。例如，上海已是中午12点时，莫斯科的居民还要经过5个小时才能看到太阳当头照；而澳大利亚的悉尼人早已是下午2点钟了。所以如果各地方都使用当地的时间标准，将会给行政管理、交通运输、以及日常生活等带来很多不便。为了克服这个困难，天文学家就商量出一个解决的办法：将全世界经度每相隔15度划一个区域，这样一共有24个区域。在每个区域内都采用统一的时间标准，称为“区时”。而相邻区域的区时则相差1个小时。当人们向东从一个区域到相邻的区域时，就将自己的钟表拨快1小时．走过几个区域就拨快几个小时。相反当人们向西从一个区域到相邻的区域时，就将自己的钟表拨慢1小时．走过几个区域就拨慢几个小时。在飞机场等交通中心．常将世界各大城市所对应的区时，用图表示出来，以方便旅客。
4 格林尼治时间
亦称“世界时”。格林尼治所在地的标准时间。现在不光是天文学家使用格林尼治时间，就是在新闻报刊上也经常出现这个名词。我们知道各地都有各地的地方时间。如果对国际上某一重大事情，用地方时间来记录，就会感到复杂不便．而且将来日子一长容易搞错。因此，天文学家就提出一个大家都能接受且又方便的记录方法，那就是以格林尼治的地方时间为标准。格林尼治是英国伦敦南郊原格林尼治天文台的所在地，它又是世界上地理经度的起始点。对于世界上发生的重大事件，都以格林尼治的地方时间记录下来。一旦知道了格林尼治时间，人们就很容易推算出相当的本地时间。例如，某事件发生在格林尼治时间上午8 时，我国在英国东面，北京时间比格林尼治时间要晚8小时，我们就立刻知道这次事情发生在相当于北京时间16时，也就是北京时间下午4时。
中国共分五个时区：
(1)中原时区：以东经120度为中央子午线。
(2)陇蜀时区：以东经105度为中央子午线。
(3)新藏时区：以东经90度为中央子午线。
(4)昆仑时区：以东经75(82.5)度为中央子午线。
(5)长白时区：以东经135(127.5)度为中央子午线。
时间的本质
●时间是一个描述事件过程长短的类别名词。
●可以说没有了“事件”，也就没有了时间（您可以试着举出没有事件还有时间的例子）
◆但如果要深入的探讨时间的本质及其扩展问题，就必须引入【全集然文明】专有名词了。
（下面使用新名词深入剖析：时间的本质是什么？时间与个体的特殊现象；时间在物理和几何上的特性；为什么每个个体拥有自己的时间？不同个体的时间有什么关系？认知与年龄的关系；怎么增加自身时间？怎么节省自身时间？）
●时间的本质是一个“导程”（导事过程）的“长短”（自然万物都有引导他们存在的东西，简称为“导存”；第一次引导事物存在的东西是本质和规律称之为“一次导存”；因此所有的“事件”都是“导存事件”我们简称为“导事”，导件的过程我们简称为“导程”）。比如我们一天24小时记录的是地球“自转一周”这个“导程”的“长短”，一年则是“公转一周”的“长短”。而且每个“导存体”（引导存在的个体）都有自己的“导程”！像人们可以同时“看”、“听”、“嗅”、“吃”、“想”、“踢”、“摸”东西，就是因为“眼”、“耳”、“鼻”、“嘴”、“脑”、“脚”、“手”都是单独的“导存体”，于是都有自己的“导程”（时间）。如果我们要把“导程长短”，用一个词来表示的话，我们称之为“导程量”；如果我们非要给整个“宇宙”的“导程”取个名字的话，就叫它作“宙程”吧！那么描述整个宇宙的时间，就叫：“宙程量”。
●如果要用“坐标轴”和“线”来描述“导程量”的话，我们将会发现，大部分用来描述“导程量”的“线”是“弯弯曲曲”的，这是因为在这些事件的“导存过程”中，是“有快有慢”的。换句话说，很多时候“时间”是“弯弯曲曲”的，而不是平坦的，而且每个“导存体”都拥有他们自己的“时间”。
◆扩展问题：
1.为什么不同个体拥有自己的时间
人们不禁要问：为什么不同的导存体都可以拥有自己的导程？
于是研究发现：导程存在的基础是导事的存在，而所有的导事都是由能量所引发的。而大家知道：所有的物质都是有潜在能量的，所以各种导存体自然都可以触发各种导事，进而出现导程。这就是为什么每个不同的导存体都可以拥有自己导程的原因了。
2.不同个体的时间关系
那么不同导程之间又有什么联系呢？
而且需要注意的是：这个世界还是资源层和拼合层不断重复而形成的【拼源世界】/【拼源宇宙】，如：原子核、电子作为资源，拼合成原子；原子作为资源，拼合成分子；分子作为资源，拼合层基因等等；而每一个整体都是一个导存体，都有自己的导程，而且都是不太一样的；就像：人体有自己的导程，细胞有自己的导程，DNA有自己的导程，有机分子有自己的导程，构成人体的原子也有自己的导程一样。而且就算人体的导程结束了（人死亡了），但构成人体的原子的导程却还在继续！（多么奇妙呀）
3.认知与人体导程量（年龄）的关系：
因为导程相对于导事而言，所以要判断一个人的认知程度，需要判断他对某事物客观正确认知的程量，而不是身体程量。或者说：并不是一个人的年龄越大，他认知的东西就越多、越正确，而是要看这个人花多少时间在相关事物的研究和认知上。
4.如何增加自己的导程量（时间）？
我们知道自己的人生是有限的，那么如何尽量的增长寿命，或让自己所做的事情继续有人帮忙进行下去呢？
（1）要让自己长寿些，那么就得经常注意饮食、休息和健身了，多了解这方面的信息，多健身就好了。
（2）其实一个人生存在这个世界上都只是在引导着各种事物的存在罢了，所以如果能让自己所导存的一些导件有人继续导存下去，那么人们也就基本上没什么遗憾了。而在这方面上，可以把自己所处理的各种导事，公布出来，并展示其重要性，对大家有哪些意义，而后号召大家一起来导存它；或者也可以建立一些专门的公司、机构等来进行长期的导存；当然你也可以推荐给自己的亲朋好友和子女进行导存；以上的各种方法都可以让你所导存的导事不会中断它的导程。
5.怎样节省时间？
而需要“节省时间”的话，就有：增加“导存体”、减小“导存难度”、选择“导存重点”等方法。
（1）增加导存体；这里的导存体不只是人类，也可以是各种机器、动物等等，总之能够为一个事物提供导存的都可以，所以我们得好好的想想到底都有哪些导存体是可以帮助我们的。
（2）减小导存难度；这里主要指的是：我们可以可以改变一些导存的方法和路径，进而就可以减小导存难度了；比如：要计算899988998898998×88777666777=？这道题目，其实就可以通过计算器来直接计算了。
（3）选择导存重点；其实每件事情都有其关键的地方，只要我们找到关键部位进行导存就比较容易了，而且我们需要知道的是：要推倒一个大坝，只需要在大坝中间挖几个小洞；要让一架飞机爆炸，只需要在飞机上打打电话，或也挖个小洞；所以一件看起来很大的事情，其实找到了重点和突破口，一切都变得简单。
◆使用逻辑：世界万物都有引导它们存在的东西,我们简称为"导存","本质"和"规律"是“一次导存”（第一次引导我们存在的东西）；“思想意识”是“二次导存”（第二次引导我们存在的东西）；所有的“事件”都是“导事”（导存的事件）；而每个“导件”都有其相对应“导程”（导存过程）；且每个“导程”都是有其“长短”的；最后我们发现原来“时间”的“本质”就是“导程”的“长短”，我们简称为“导程量”。
时间的数理逻辑
什么是时间？时间是宇宙事件顺序的度量。
t=T(U,S,X,Y,Z......)
U－宇宙；S空间，XYZ，......事件，顺序
时间不是自变量，而是因变量，它是随宇宙的变化而变化。
t=(S1,S2,S3,...,Sn)
Deng's时间公式：世界事件发生次序的序列。其中，S是事件，S1,S2,S3,...,Sn是事件1，2，3，.....，n发生的顺序，时间就是对这些事件发生顺序的排序，标志的计量。
地球总是自西向东自转，东边总比西边先看到太阳，东边的时间也总比西边的早。东边时刻与西边时刻的差值不仅要以时计，而且还要以分和秒来计算，这给人们的日常生活和工作都带来许多不便。
为了克服时间上的混乱，1884年在华盛顿召开的一次国际j径度会议上，规定将全球划分为24个时区。它们是中时区（零时区）、东1-12区，西1-12区。每个时区横跨经度15度，时间正好是1小时。最后的东、西第12区各跨经度7.5度，以东、西经180度为界。每个时区的中央经线上的时间就是这个时区内统一采用的时间，称为区时。相邻两个时区的时间相差1小时。例如，我国东8区的时间总比泰国东7区的时间早1小时，而比日本东9区的时间晚1小时。因此，出国旅行的人，必须随时调整自己的手表，才能和当地时间相一致。凡向西走，每过一个时区，就要把表向前拨1小时(比如2点拨到1点)；凡向东走，每过一个时区，就要把表向后拨1小时（比如1点拨到2点）。
时间的哲学概念
时间指物质运动过程的持续性、间隔性的矛盾统一和物质运动状态的顺序性。时间具有一维性，即不可逆性，它只有从过去、现在到将来的一个方向，一去而不复返。
康德《纯粹理性批判》提到的时间
时间概念之玄学的阐明
(一)时间非自任何经验引来之经验的概念。盖若非先假定时间表象先天的存于知觉根底中，则同时或继起之事即永不能进入吾人之知觉中。唯在时间之前提下，吾人始能对于自身表现有一群事物在同一时间中(同时的)或在不同时间中(继起的)存在。
(二)时间乃存于一切直观根底中之必然的表象。吾人能思维时间为空无现象，但关于普泛所谓现象，则不能除去此时间本身。故时间乃先天的所授与者。现象之现实性唯在时间中始可能。现象虽可一切消灭；唯时间(为使现象可能之普遍的条件)本身则不能除去者也。
(三)关于时间关系或“普泛所谓时间公理”所有必然的原理之所以可能，亦唯根据于此先天的必然性。时间仅有一向量；种种时间非同时的乃继续的(正如种种空间非继续的而为同时的)。此等时间原理，决不能自经验引来，盖因经验不能与以严密之普遍性及必然之正确性者。盖吾人仅能谓通常经验之所教示吾人者乃“如是”而非“必须如是”。至此等时间原理乃适用为经验所唯一由以
可能之规律；此等规律非由经验而来，乃关于经验训示吾人者。
(四)时间非论证的概念即所谓普泛的概念，乃感性直观之纯粹方式。种种时间乃同一时间之部分；仅能由单一之对象所授与之表象，为直观。且“种种时间不能同时存在”之命题，非由普泛的概念引来。此命题乃综合的，其源流不能仅起于概念。故直接包含于时间直观及时间表象中者。
(五)时间之无限性，意义所在，仅指一切规定的时间量，唯由于其根底中所具之唯一时间有所制限而后可能者耳。故时间之本源的表象，必为无制限者。唯当对象授与时，其各部分及其一切量，仅能由“制限”确定表现之者，则其全体表象决不能由此等概念授与，盖因此等概念仅包含部分的表象；反之，此等概念之自身，则必须依据直接的直观。
时间概念之先验的阐明
此处我参照以上一节之第三项，盖本有属之先验的阐明者已列入玄学的阐明中，为简便计，此处则从略。我今所增益者，乃变化概念及与之相联之运动概念(即位置变化)仅由时间表象及在时间表象中始能成立；且此时间表象若非先天的(内的)直观，则无一概念(不问其为何种概念)，能使人理解变化之所以可能，即不能使人理解矛盾对立之宾词何以能在同一对象中联结，例如同一事物在同一处所之存在与不存在。唯在时间中，矛盾对立之宾词始能在同一对象中见及，即彼此继起。故说明运动通论中所提示之先天的综合知识之所以可能(此等知识决非无用之物)者，即吾人之时间概念。
自此等概念所得之结论
(甲)时间非自身存在之事物，亦非属于事物为一客观的规定，故当抽去其直观之一切主观条件，则并无时间留存。设时间为独立自存者，则形成为现实的事物而又非现实的对象矣。设时间为属于物自身之规定或顺序，则不能先于对象而为对象之条件，且不能由综合命题先天的知之而直观之矣。但若时间仅为直观所唯一由以能在吾人内部中发生之主观的条件，则即能先天的知之而直观之。盖唯如是，此种内的直观之方式，庶能表现在对象之先因而先天的表现之。
(乙)时间仅为内感之方式，即直观吾人自身及内的状态之方式。时间不能为外的现象之规定；盖与形体、位置等无关、而唯与吾人内的状态中所有“表象间之关系”相关。今因此种内的直观不产生形体，吾人今以类推弥此缺憾。试以一进展无限之线表现时间连续，在此线中，时间之杂多，构成“仅为一向量”之系列；吾人即从此线之性质，以推论时间之一切性质，但有一例外，即线之各部分乃同时存在者，而时间之各部分则常为继续的，此则不能比拟推论者。从一切时间关系亦容在外的直观中表现之事实现之，则此时间表象自身之为直观，益为明显矣。
(丙)时间乃一切现象之先天的方式条件。空间限于其为一切外的现象之纯粹方式，仅用为外的现象之先天的条件。但因一切表象，不问有无外的事物为其对象，其自身实为心之规定而属于吾人之内的状态；又因此内的状态从属内的直观之方式条件，因而属于时间，故时间为一切现象之先天的条件。盖时间为(吾人心之)内的现象之直接条件，因而为外的现象之间接条件。正如吾人先天的能谓一切外的现象皆在空间中，且先天的依据空间关系所规定者，吾人自内感之原理亦能谓一切现象，即感官之一切对象，皆在时间中，且必须在时间关系中。
吾人如抽去吾人所有“内部直观吾人自身之形相”(以直观形相之名称意义而言，吾人自亦能将一切外的直观列入吾人之表象能力中)而将对象视为其自身所应有之形相考虑之，则无时间矣。时间仅关于现象始有客观的效力，而现象则为吾人所视为“感官对象”之事物。吾人如抽去吾人直观之感性，即抽去吾人所特有之表象形相而言及普泛所谓事物，则时间已非客观的。故时间纯为吾人(人类)直观之主观的条件(吾人之直观常为感性的，即限于其为对象所激动)，一离主观则时间自身即无矣。但关于一切现象，以及关于能入吾人经验中之一切事物，则时间必然为客观的。吾入不能谓一切事物皆在时间中，盖因在普泛所谓事物之概念中，吾人抽去事物之一切直观形相以及对象所唯一由之而能表现其在时间中之条件。但若以此条件加之于其概念，而谓所视为现象之一切事物，即为感性直观之对象者，皆在时间中，则此命题具有正当之客观的效力及先天的普遍性。
是以吾人所主张者，为时间之经验的实在性，即关于常容授之于吾人感官之一切对象，时间所有之客观的效力。且因吾人之直观常为感性的，凡不与时间条件相合之对象，决不能在经验中授与吾人。在另一方面，吾人否定时间有绝对的实在性之一切主张；易言之，吾人否定“以时间为绝对的属于事物，为事物之条件或性质，而与吾人感性直观之方式毫不相关”之说；诚以此属于物自身之性质，决不能由感官授与吾人者也。此即所以构成时间之先验的观念性者。吾人之所谓先验的观念性，意盖指吾人如抽去感性直观之主观的条件，则时间即无，不能以之为实质或属性而归之对象自身(离去对象与吾人直观之关系)。但此种时间之观念性与空间之观念性相同，绝不容以感觉之误谬类比说明之者，盖斯时常假定感性的宾词(译者按：如色、味等等)所属之现象，其自身有客观的实在性者。在时间之事例中则除其仅为经验的以外，即除吾人将对象自身仅视为现象以外，绝无此种客观的实在性。关于此一点，读者可参考前一节终结时之所论及者。
以下为“时间”在物理学上的抽象概念
目前最广泛被接受关于时间的物理理论是阿尔伯特·爱因斯坦的相对论。在相对论中，时间与空间一起组成四维时空，构成宇宙的基本结构。时间与空间都不是绝对的，观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点，所测量到时间的流逝是不同的。狭义相对论预测一个具有相对运动的时钟之时间流逝比另一个静止的时钟之时间流逝慢。另外，广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构，并且在大质量（例如：黑洞）附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做精确的预测，并且其成果已经应用于全球定位系统。
就今天的物理理论来说时间是连续的，不间断的，也没有量子特性。但一些至今还没有被证实的，试图将相对论与量子力学结合起来的理论，如量子重力理论，弦理论，M理论，预言时间是间断的，有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。
根据史提芬·霍金（Stephen W. Hawking）所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式，显示宇宙的时间是有一个起始点，由大霹雳（或称大爆炸）开始的，在此之前的时间是毫无意义的。而物质与时空必须一起并存，没有物质存在，时间也无意义。
从人类的开始人们就知道时间是不可逆的，人出生，成长，衰老，死亡，没有反过来的。玻璃瓶掉到地上摔破，没有破瓶子从地上跳起来合整的。从经典力学的角度上来看，时间的不可逆性是无法解释的。两个粒子弹性相撞的过程顺过来反过去没有实质上的区别。时间的不可逆性只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。热力学第二定律说在一个封闭的系统中（我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统）熵只能增大，不能减小。宇宙中的熵增大后不能减小，因此时间是不可逆的。
时间定义：人类在生活中总结出时间的观念，其根源来自于日常生活中事件的发生次序。当然人们在生活中得到的绝不仅仅是事件发生次序的概念，同时也有时间间隔长短的概念，这个概念来源于对两个过程的比较——比如两件事同时开始，但一件事结束了另一件事还在进行，我们就说另一件事所需的时间更长。这里我们可以看到，人们运用可以测量的过程来测量抽象的时间。
在物理学中也是类似，时间是通过物理过程来定义的，首先在一个参考系（要求是惯性系，或者是非惯性系，但过程发生的空间范围无穷小）中，取定一个物理过程，设其为时间单位，然后用这个过程和其他过程比较，以测定时间。
但测量时间（即上述比较过程）必须有同时性概念。过程开始有一个同时性问题，过程结束也有一个同时性问题——最简单的例子：我们要求运动员在发令枪开枪同时起跑，同时计时员开始计时，并在运动员抵达终点线时计时员必须同时停止计时。
这个问题具体见各类相对论书籍。同时性问题，使得古典牛顿力学、狭义相对论和广义相对论有着不同的“时间”。直观概念告诉我们：任何人在事件是否同时上是可以达成一致意见的（也许某些人会欺骗别人，造成类似侦探小说或政治小说中的情形，不过这是人类“高智商”的表现，我们完全可以用测量用的仪器来代替：），所以我们之后不说人，而说观察者）在相对论中，观察者的运动状态引起同时性的变化，或者说观察者1以v1运动，认为同时的两件事，以v2运动的观察者2可能会认为不同时——这导致时间测量的相对性。
从数学上说，古典牛顿力学中时间参数只有一个，所有参考系共享此时间参数。这其实就是假设所有参考系，所有空间位置可以共享同一个同时性定义。
而狭义相对论认为不同参考系就不同时了，即不同参考系有各自的时间参数t，其间关系由洛伦兹变换决定。广义相对论认为不同地点也会不同时，广义相对论中关于时间有比较复杂的内容，参见广义相对论书籍。
当然请注意：严格说这不是简简单单的“认为”，而是基于两个假设：狭义相对论是光速不变原理。广义相对论是引力本质为时空弯曲等。而这两个假设得到了实验的广泛验证。
上面我们说完了时间间隔测量的问题。但前面也提到：时间的先后次序是人们在日常生活中对时间的第一印象。古典牛顿力学中，这一点很容易理解：我们有唯一的时间参数t，所以任意两事件（一个发生在t1，另一个发生在t2）也就有确定的先后次序。那么相对论中呢？相对论中同地两事件先后顺序的确定的，这可以从洛伦兹变换直接看出。但可以肯定，相对论中不同地两事件的先后次序也是随参考系（我很愿意这么说：仪器的运动状态不同，这样能够把事情的本质说出来）不同而不同的。但这里就有一个问题：会不会有可能在参考系1中事件a先于事件b发生，且事件a的发生影响了事件b的发生（最极端的情况，使得b无法发生，譬如一个孩子杀死了他年轻的祖父），而在参考系2中正好反过来？如果是这样，物理学乃至一切原理中最重要的一个基本原理——因果律将轰然倒塌。所以这个问题是非常重要的。让我们严格叙述这个问题：事件a发生，并发出信号（广义的信号，涵盖一切可以影响到b的方式，但由于a,b不同地，这个信号就需要一定时间的传播），影响b。另一个参考系中正好相反。值得庆幸的是：可以用洛伦兹变换证明，只要信号速度不超过光速（最多使用光，光速），信号就不可能先于b的发生传递到b所在位置。
另外说一句：狭义的另一个假设：任何物理系中物理定律有着相同形式，也是广义相对论所服从的。换句话说，参考系1中对一个物理过程加以测量，得到l1=v1t1。参考系2中加以测量同样也会得到l2=v2t2，尽管可能l1,v1,t1和l2,v2,t2都不相等。当然严格说这个例子不合适，因为v的定义位置矢量导数。但是对一些复杂的物理学定律，如麦克斯韦方程组，这个假设就很重要了。
时间箭头
下面说说时间箭头。在以上的讨论中，我们从时间间隔和先后次序两方面讨论了时间，却忽略了时间很重要的一个特性：时间箭头。子曰：逝者如斯夫，不舍昼夜。人生百年，逝去就没有重生的余地。但覆水难收的又何尝仅仅是人生！物理学理论告诉我们：凡是与热现象相关的物理过程，都是不可逆的。这里的不可逆，不是绝对意义上的不可恢复，而是说：这些物理过程产生的结果不可能在不造成其他影响的情况下完全恢复。这就是大名鼎鼎的热力学第二定律。
下面给出两个热力学第二定律的表述：
1.低温热源不可能将热量自发传递给高温热源（或不可能从低温热源将热量传递给高温热源，并不产生其他变化）
2.不可能从单一热源吸热完全转化为机械功，并不引起其他任何变化。
可以证明两表述等价。后一个表述有明显的工程痕迹——这来源于对蒸汽机一类将热转化为功的工程机械的研究。这些研究大都与当时那个工业革命的时代相联系，在今天已经没有太多纯理论的价值，但却有一种东西，虽然主流研究已经基本绝迹，还是有非专业学者前仆后继地加以研究，那就是第二类永动机。第二类永动机是这样一种机器——给它一定能量，让它开始运行，接下来它可以将由于摩擦等耗散因素耗散掉的能量全部吸收，接着再将这些能量投入回机械的能量循环。这样的一个永动机如果造出，就意味着我们有办法用今天开采出的能源维持机械的永恒运动（因为一切耗散掉的能量都可以重新利用），使得世界以现今的能耗速度运行到世界末日！但热力学第二定律很明确地告诉我们：这是不可能的。耗散掉的能量（内能）绝不能完全转化为耗散前的形式（机械功），这破坏了无论古典牛顿力学还是相对论中的，基本原理的无时间方向性。那么这是为什么呢？
熵
为了理解这一点，我们必须引入熵的概念。由于在经典热力学中，引入熵的概念需要很多技术性内容，这里不加赘述，可以参见任何热学教本。这里只给出熵的一个性质：任何绝热（也就是孤立，不被外界所影响）热力学过程，只要初始状态和末态是平衡态（经典热力学中熵对平衡态才能定义，对于这一点的误解，曾导致了热寂说），末态的熵一定大于初态的熵。简单说，孤立体系向着熵增加的方向发展。注意，一般热学书中会说：不可逆绝热过程熵増，可逆绝热过程熵是不变的。但其实可逆过程不是真实存在的过程——真实存在的宏观过程，只要其中分子有热运动，过程就是不可逆的。（在超流等现象中，存在可逆宏观过程，但这时超流部分没有热运动）
但熵究竟是什么？玻尔兹曼用一个公式告诉了我们S=klnw，其中k为常数，w为热力学概率（关于物质的分子、原子运动的量，在经典热力学的情况表征体系混乱程度的量）。他用统计方法证明了，平衡态下这个公式给出了前面所说的熵。也就是说，在经典热力学的意义下，熵意味着事物朝混乱的方向发展。当然需要指出的是，并非所有情况下，这种发展都可以称之为“混乱”。比如宇宙从远古的浓汤状态演化到现今的星系结构。
但是需要指出的是，熵并是否意味着绝对的时间箭头还并不清楚，因为越来越多的实验告诉我们：熵并非恒增。其实这并非新论，玻尔兹曼当时就前段时间一个实验实现了10^(-1)s数量级的熵减，也就是说在零点几秒的时间内，测量到了系统的熵减。这是怎么回事呢？第一点，统计方法得到的熵增加只是平均意义上的增加，也就是说存在熵减小的概率，只是概率非常之小，以至于我们基本观察不到熵减的情形。第二，也是更有争议的一点是实际上，玻尔兹曼用统计方法证明S必定增加时，采用了分子为刚性球体的假设，并用到了近似。这并不是很能让人信服。现代系综理论（其创始人为著名物理学家、化学家吉布斯）研究表明，必须对时间参数t或空间参数取取某些“粗化”，或者说，将我们对时间或空间观察的精度降低，才能得到熵增加的结论。
关于时间的其他理论
博宇十论对时间的本质有终极解释:时间本质上是人类的自我错觉。
下面是严重的错觉反应
第一节; 解析时间的建立
定义： 设两直角坐标系(S')和(S), (S')为运动系，(S)为观测系。(S')中的长度l'为固有长度，时间t'为固有时间; l', t'表示(S')相对于(S)静止状态下的长度和时间；当(S')相对于(S)运动时，在(S)中测量(S')中的长度l'和时间t'; 测量结果为l、t，则l 观测长度，t为观测时间，l、t均为观测值。
(I). 时空面积相等原理----运动系(S')及观测系(S)中的长度与时间的乘积为时空面积S'或S。运动系(S')相对观测系(S)静止或运动状态下，时空面积是不变量；即对任意(l', t'), 均有等式 l't'= l t 成立
(II). 时空偏转原理-----若运动系(S')相对观测系（S）运动，在某一时刻相对速度为u或u'，那么运动系(S')与观测系（S）沿相对运动产生偏转，偏转角q 为时空偏转角，时空偏转角的大小与相对速度u （或u'）有关，其正弦值与相对速度运动方向u（或u'）成正比，即sinq =u/c，（或sinq = u'/c'），c为光速。时空面积不变原理(I)和时空偏转原理(II)是我们研究时空问题的基本原理。根据这两条原理，我们下面找出(S')与（S）的时空关系式。
设(S')与（S）在某时刻原点重合，(S')与（S）的相对速度为u, l与u方向相同，根据原理(II), (S')与（S）产生偏转得到以下结果：
OD = OAcosq
令： OD = l OA = l'
则上式 l = l'cosq
又根据原理(I)，(S')中的时空面积 S'ABCO与（S）的SDEFO 相等，
所以 t l= t'l' , t = t' (l'/l), 将(1-1)式代入
得 t = t'/ cosq (1-2)
由原理 (II)知: sinq =u/c, 表明关系式cosq = l/l’=t’/t以及其中的q 与原理(II)sinq =u/c中的q 相同。(1–3)、(1–4) 这两个等式是狭义相对论的基本公式，也是解析时空理论研究时空问题的出发点。在本文中，您将逐步看到狭义相对论的普遍结论---动尺缩短，动钟延缓效应，正是由于时空偏转所致，狭义相对论的收缩因子即为解析时空的偏转因子。
下面我们求出(S')与(S)的速度关系式（非坐标关系式）：
由( 1-1 )式: l = l' cosq , 我们选 l1 和 l2 (l1¹ l2)
则 l1 = l'1cosq , l2 = l'2cosq
两式相减 l2- l1= (l'2- l'1) cosq
D l21= D l'21 cosq (1-5)
当 Dl21 ® 0时,
dl = dl'cosq (1-6)
同理由(1-2)式可得到
dt =dt'/ cosq
dt'/dt = cosq (1-7)
则式(1-6)关于 t 微分有
dl/dt = cosq dl'/dt
第二节 解析时空的基本性质
时空波全景
我们知道所有物理学的原理、公设、假设都源于基本物理概念，由于研究对象的差异，这些物理概念可以是具体的也可以是抽象的，科学家们应用数学方法对这些概念进行描述，并用数学方程式计算各种物理量的关系，就是说物理学中的数学方程式无法脱离物理概念而独立存在。但我们发现作为量子力学中最重要基本原理之一的薛定谔方程却缺乏应具备的物理含义，与其说是一个“原理”或“假设”，倒不如说薛定谔方程看上去更象一个结论。尽管薛定谔方程在量子力学中有很高的应用价值，但这丝毫不能掩饰薛定谔方程作为量子力学之“原理”而存在着的本身的缺憾，也不得不使我们对‘量子大厦’的基础工程多少要产生一些怀疑。这种情况在相对论身上同样存在。在相对论中无处不在的收缩因子，其物理含义怎么解释？广义相对论把非惯性时空定义为黎曼空间，但由于黎曼几何是正曲率空间，既然广义时空是对称的，我们必然要问，负曲率空间到哪去了？难道上帝对正曲率空间有偏爱？在对上述看似简单的问题作出正确合理的回答之前，我们几乎无法令人信服地谈论所谓的‘统一理论’。今天这些问题实际上已经找到了答案，上述那些似乎毫无关系的问题都可用时空偏转原理来解释。本章并不是简单地为薛定谔方程找到了数学上的证明方法，而是使其建立在更为牢固、更具代表性的时空原理之上，这同时也使我们有理由从时空偏转的概念出发去审视目前全部物理理论所处的时空位置：
时空波函数自变量q定义区间
0 y=y0 第一时空 绝对时空 牛顿理论
[0，p/2] y=y0cosq 第二时空 相对时空 相对论 （狭义、广义）
[0，+¥） y=y0coswt 第三时空 量子时空 量子力学
[2kp+p/2，2kp+3p/2] k=0,1,2....正整数 第四时空 负空间 黑洞
第一时空----
第一时空是我们生活的时空 ，物理学上的第一时空概念是绝对时间，绝对空间，这种观点统治了人类几千年。直至今日，第一时空观念还在影响着人类的思维方式和哲学观点，因为第一时空世界是低速世界，几乎我们全部物理理论都是建立在‘低速世界’基础之上的，这是谁也无法改变的事实。在这一“现实”面前，物理学家们所要做的事就是把主观与“客观”的距离缩小到最小范围。
第二时空----
大约在一个世纪前，一位伟人---爱因斯坦开创了‘相对时空’领域，相对论认为时间和空间都不是绝对的，爱因斯坦发现对时空的描述与描述者间的相对运动状况有关，第一时空的绝对时空观念已不再适用。历经数年时间，他对第二时空做了精心的设计，把其描述成弯曲的，多维的，并向外凸起的正曲率空间。第二时空的发现是人类历史上很了不起的一件事，它告诉我们这样的事实，即在第二时空区域两端，一端为第一时空，另一端是黑洞世界（q=p/2）（详见第一章），在黑洞里所有的物理理论都将失效，这对于那些“绝对”“永恒的” 观点是绝妙的讽刺。遗憾的是，第二时空的成功却使爱因斯坦深陷其中，他始终都未离开第二时空一步，直至逝世,他并没有发现时空的偏转性质，也没有意识到相对时空只是整个时空波段上很小的一部分，正象可见光是电磁波谱中很小的一段一样。当物理学界忙于用这把“万能钥匙”开启更多的时空大门,但都归于失败而不知所措的时候，第三时空理论---量子力学却逐步完善，登上了时空舞台....
第三时空----
‘量子时空’比‘相对时空’涉及的范围更广，它把第二时空波段从[0，p/2]扩展到[0，+¥）区间，应该说第一，二时空是第三时空的特例。第三时空的建立有着微观领域广泛实验的基础，即粒子的运动速度比宏观世界物体的运动速度大得多。但人们发现，对粒子的运动状况进行描述却比预想的要困难，我们不可能同时确定粒子的位置和动量，而且能量分布也不是连续的。尽管它是个事实，但要说服习惯第一时空或刚从第二时空过来的人，你必须花费相当的口舌，因为第三时空理论基础的建立不象人们想象中的那样牢靠，“就这样的公式你去计算好了，不要再问为什么”。此情景确是发生在我们奉若神明的理论之中。
第三时空的“成功建立”使越来越多的科学家们相信真正的“统一理论”无非是把第一，第二，第三时空统一在一个新的理论中去。这种想法不错，但忽略了另一个重要因素，就是能量为什么不连续，“丢失”的空间哪去了？显然此问题在第三时空理论中是无法找到答案的。在本文中我们已经知道：能量的不连续性是空间不连续造成的，而空间的不连续是时空波函数在区间 [0，+¥)上出现了负值，其物理含义为负空间，所对应的能量会出现负值，它正是我们要寻找的“丢失的空间”。从广义上讲，空间，能量都是对称的，只不过我们无法测出负空间，负能量，若要理解它们，就需要我们站在第四时空立场上来看待这一问题。
第四时空----
近年来有关反物质，负时空的概念已逐步从科幻作品中进入到一些专业书刊中，但从理论上承认反物质、负时空和负能量等的存在还需要相当的勇气，因为在我们看来，客观存在必须是实实在在的东西，负时空概念显然与传统观念格格不入，是经典理论的禁区，但对于理论工作者来说它绝不能成为想象力的桎梏。要完成第三时空向第四时空的跨越，我们必须具备坚实的理论基础。解析时空理论以最简单的数学方式描绘了从第一时空到第四时空的全景图，它使我们从整体上了解时空体系存在的客观性作了充分的理论准备并提供了必要的理论工具。我们会发现黑洞导致测量作用产生波粒二象性和其他量子现象。如果我们期待在时空问题上有所作为的话，必须应抛弃我们原有的观念----‘上帝总是对人类有所偏爱’。因为正负时空从整体上是相同的，只不过我们人类自认为站在哪一边罢了。
中国古代计时单位
一、 时：
指时辰，古时一天分12个时辰，采用地支作为时辰名称，并有古代的习惯称法。时辰的起点是午夜。顾炎武《日知录》：“自汉以下。历法渐密，于是以一日分为十二时，盖不知始于何人，而至今遵而不废……然其（指杜元凯注）曰夜半者即今之所谓子时也，鸡鸣者丑也，平旦者寅也，日出者卯也，食时者辰也，隅中者巳也，日中者午也，日昳者未也，哺时者申也，日入者酉也，黄昏者戌也，人定者亥也。一日分为十二，始见于此。”
北宋时开始将每个时辰分为“初”、“正”两部分，分十二时辰为二十四，称“小时”。
二、刻：
大约西周之前，古人就把一昼夜均分为100刻，在漏壶箭杆上刻100格。折合成现代计时单位，则1刻等于14分24秒。“百刻制”是我国最古老、使用时间最长的计时制。
到了汉代，在使用“百刻制”的同时，又采用以圭表测量太阳射影长短来判断时间的“太阳方位计时”法。圭表由两部分组成：一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱，叫做表；一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。既然日影可以用长度单位计量，所以才有“一寸光阴一寸金”的俗语。圭表所测得的每一太阳方位，渐渐有了一个固定的名称，这就是时辰的来历。到了隋唐，“太阳方位计时”正式演变为“十二时辰计时”。“百刻制”与“十二时辰计时”并用，使得我国古代的计时制趋于完善。
明末清初，西方机械钟表传入中国，在采用十二时辰的同时，也兼用一天二十四小时的计时法。由于百刻制不能与十二个时辰整除，不好计算，又先后改为96刻、108刻和120刻。到了清代才正式规定一昼夜为96刻，每个时辰八刻，又区分为上四刻和下四刻。
中国古典小说常有“午时三刻开斩”的说法，如，《西游记》第九回：“却说魏征丞相在府，夜观乾象，正萟宝香，只闻得九霄鹤唳，却是天差仙使，捧玉帝金旨一道，着他午时三刻，梦斩泾河老龙。”午时三刻，按照现在的计时方法，是差十五分钟到正午12点。按阴阳家说法，此时是阳气最盛，而现代天文学认为正午最盛，两者说法略有不同。午时三刻是古代重罪犯人行斩刑的时辰，此时开刀问斩，阳气最盛，人死后的阴气会立刻消散，罪大恶极的犯人，被斩后“连鬼都不得做”，以示严惩。罪刑轻者，可在正午开刀行斩刑，让其有鬼做。所以，“午时三刻，梦斩泾河老龙”，以显示老龙罪行极重。
三、更：
汉代皇宫中值班人员分五个班次，按时更换，叫“五更”，由此便把一夜分为五更，每更为一个时辰。戌时为一更，亥时为二更，子时为三更，丑时为四更，寅时为五更，其对应如下：
一更天：戌时 19:00 - 21:00
二更天：亥时 21:00 - 23:00
三更天：子时 23:00 - 01:00
四更天：丑时 01:00 - 03:00
五更天：寅时 03:00 - 05:00
“鼓角”、“钟鼓”都是古时用来打更的器具。
四、点：
古代使用铜壶滴漏计时，以下漏击点为名。一更分为五点，所以，一点的长度合现在的24分钟。如《西游记》第九回：“却说那太宗梦醒后，念念在心。早已至五鼓三点，太宗设朝，聚集两班文武官员。”“三更两点”就是指深夜11:48；“五鼓三点”就是指凌晨04:12。
时间隧道
1905年6月对于物理这门学科来说是一个开创新纪元的年代，这年伟大的物理学家爱因斯坦提出来前所未有的狭义相对论。1913年他又进一步完善了这一理论——提出了广义相对论。前者认为物体的运动是相对的，光速不因光源的运动而改变，物体的质量与能量的关系为E=Mc的方.后者认为物质运动是物质引力场派生的，光在引力场中传播因受引力场的影响而改变方向。这个理论修正了从牛顿以来对空间、时间、引力三者的割裂的看法，从而奠定了现代物理学的基础。
接着，哈勃望远镜在太空发现了一种新的天体——黑洞。所谓黑洞即演变到最后的恒星。由中子星进一步收缩而成，有巨大的引力场，使它所发射的任何电磁波都无法向外传播。
也许，大家在很小时便在故事中听说过时间隧道，甚至有些人更直接的说出黑洞便是时间隧道。那么究竟存不存在时间隧道？时间隧道又是怎样的呢？黑洞与时间隧道又有什么样的关系呢？
要想了解时间隧道首先了解一下时间与空间吧。科学界是这样定义时间的：物质存在的一种客观形式，由过去现在将来构成的连绵不断的系统；是物质的运动变化的持续性和连续性的表现。而空间则是这样定义的：物质存在的一种客观形式，由长度、宽度、高度表现出来的，是物质存在的广延性和伸张性的表现。在爱因斯坦的狭义相对论中认为时空是一个平直的平面，而这个时空的平直或弯曲完全是这个时空的内在禀性，并不需一个更高维的空间作为参考物。这样的话我们可以作一个比喻，把时空比作是一个大地，由于某种原因致使地壳运动，使某部分凸出。这时我们要想从一边到另一边必须爬一个长长的坡，假使打一个隧道情形就不一样了，可直接到另一边。时间隧道也许和这一样，由于某种原因发生扭曲，使我们通过他时跨越了某些时间段直接来到另一个遥远的时间点，比方说从2005来到2009年。
但这些又有什么关系呢？
众所周知黑洞的引力非常的大，其逃逸速度也异常惊人，甚至快于光速。那么黑洞中完全可能存在一个快于光速的速度。另外爱因思坦又在其相对论中指出一个物体的速度无限趋于光速时，物体所在时空中的时间便几乎于定格——异常的慢。为此爱因斯坦为我们打了个比方：假如一列火车的速度达到光速的一半时列车中人的谈话便象唱片慢放一样。从上述结论来看，物体所在的小时空与其周围的时空便存在一个断层。而且爱因斯坦的等效原理指出引力场同参考系的相当的加速度的物理性质完全等价，并由推论出时钟在引力场中走的慢，电波波长会发生变化，光会发生扭曲。由此可看出时间并不可以用一个度量来衡量。
不仅仅如此，爱因斯坦的广义相对论认为由于有物质的存在，时空会发生扭曲，而引力场实际上是一个弯曲的时空。这样的话，黑洞中便会存在着严重的时间与空间扭曲，这个看法也早有科学家指出。
写到这，不妨想一想上文的论述，黑洞中完全有可能存在着时间隧道。
究竟有没有时间隧道，在这里只能说：存在是相对的，却是人类能力之外的另一个问题了。
时间隧道的疑惑
有人是这样理解相对论的：如果一个钟，以0.5倍声速从原点远去，我们会听到什么现象呢？
一秒钟时，它距离原点0.5声秒距离报1秒，但这个事件我们在原点听见，需要再过0.5秒，于是我们发现，在本地钟1.5秒时，远处的钟报1秒，本地钟3秒时，远离的钟报2秒，也就是我们在忽略测量时间时，误以为远去的钟慢了。而且速度越快，钟慢得越厉害。超过声速我们将追上钟以前发出的声音，也就是先听到钟敲3下，报3点，再听到钟敲2下，报2点，然后听到钟敲1下，报1点，这就是超过声速时间倒流现象！
钟慢、尺缩、超光速时间倒流现象，都可以用声音试验做出效果。
爱因斯坦自己的理解，速度无穷大，“绝对同时”有意义，但观测速度上限是光速，因此“绝对同时”无意义。
说明爱因斯坦有时候明白相对论是由于光速太慢，引起的测量问题。如果测量速度无穷大，则同时性的相对性问题不存在。对一群盲人来说，测量速度的上限是声速，则爱因斯坦奉献给他们的伟大理论将是声速相对论，但不能因此得出声速最快。
时间本是人类为表述自然过程而制定的一个参数。它确实应该象牛顿所说，与其它事件无关的均匀流逝，其它的时间，都是不符合定义的。所以，时间不会倒流。不会出现时空穿梭。
光
世界上的黑光
世界上有黑色的光吗？这个问题很奇怪，如果你去问任何一个物理老师，可以得到这样的回答：“黑色仅是物体吸收所有光线后，人眼得不到光的信息而产生的。” 黑色是物体吸收所有的可见光所表现出来的颜色，所谓的“黑光”，其实就是物体反射光弱。人的眼睛能看见的光波波长为760nm～390nm，从波长较长到波长较短，依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫，如果我们看见的光都是单一波长的光，那么它一定是以上颜色中的一种。
如果我们同时看到了来自同一个点的两种以上不同波长的光（特别注意，要同一个点发出的两种以上的光才行），我们的眼睛或神经系统就会感觉看到了另外的颜色，例如同时看到红色和绿色，我们就认为那是黄色，如果同时看到红色和蓝色，我们会感觉看到了紫色，如果同时看到绿色和和蓝色，则感觉看到青色，如果同时看到红色和黄色，则感觉看到橙色。如果我们同时看到红、绿、蓝三种颜色，则我们的感觉就是白色。如果同时看到前面所说的七种颜色，也会感觉看到白色。如果7种颜色都有，但是红色、橙色、黄色部分的亮度更亮一些，则我们看到的是暖白色，而如果青色、兰色、紫色部分亮一些，则看到的是冷白色。如果我们什么光都没看到，则我们感觉那是黑色。但是真正什么光也没有的场合，除了漆黑的夜晚或黑屋子里以外都是很少的，那么我们还会在什么场合下看到黑色呢？当我们看到一个物体，从它发出的光（包括它自己发出的或反射的）很微弱，比周围物体发出的都微弱，我们就会觉得这个东西比较黑；那么为什么还会有东西又黑又亮呢？这涉及到物体的微观结构。当一个物体本身是黑色（反光能力比较弱），但是它的表面很光滑，光线在上面会发生镜面反射的时候，我们就会感觉它很亮，因为虽然它反光很弱，但是它的反光集中到一个方向，当我们正好在那个方向看它时，就会觉得它很白很亮，但是这只是它的一个小块区域的光反射到我们眼睛，而反射光没有进入我们眼睛的区域，它又是黑的，于是我们对这个物体的总体感觉是黑又亮。如果一个物体由很多细微颗粒组成，其中一些是白色，另外一些是黑色，那么我们看见这个物体就是灰色。如果其中一些是红色，另外一些是黑色，那么我们就会看到这个物体是酱红色。还有一些物体是透明的，如果它对各种不同的光有着相近的透过及反射能力，则我们说这个透明物体为无色。总之，颜色是宏观物质所固有的属性，所有的宏观物质都有这种属性，如果物质反射或投射的光正好是可见光，我们可能会发现它是白色或彩色，但是如果它什么光都不反射，或者只反射可见光波段以外的波长，则这个物体在我们看来就是黑色的。
光的科学解释
光是一种人类眼睛可以见的电磁波（可见光谱）。在科学上的定义，光有时候是指所有的电磁波谱。光是由一种称为光子的基本粒子组成。具有粒子性与波动性，或称为波粒二象性[1]。光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。
光的速度：光在真空中的速度为每秒30万千米（精确点就是c=
人类肉眼所能看到的可见光只是整个电磁波谱的一部分。电磁波之可见光谱范围大约为390～760nm(10
光分为人造光和自然光。
光源分冷光源和热光源；
光源：自身能够发光的物体称为光源。
冷光源：指发光不发热（或发很低温度的热）。如萤火虫等；
热光源：指发光发热（必须是发高温度的热）。如太阳等；
有实验证明光就是电磁辐射，这部分电磁波的波长范围约在红光的0.77微米到紫光的0.39微米之间。波长在0.77微米以上到1000微米左右的电磁波称为“红外线”。在0.39微米以下到0.04微米左右的称“紫外线”。红外线和紫外线不能引起视觉，但可以用光学仪器或摄影方法去量度和探测这种发光物体的存在。所以在光学中光的概念也可以延伸到红外线和紫外线领域，甚至X射线均被认为是光，而可见光的光谱只是电磁光谱中的一部分。
光具有波粒二象性，即既可把光看作是一种频率很高的电磁波，也可把光看成是一个粒子，即光量子，简称光子。
光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准，并且约定光速严格等于
光是地球生命的来源之一。光是人类生活的依据。光是人类认识外部世界的工具。光是信息的理想载体或传播媒质。
据统计，人类感官收到外部世界的总信息中，至少90％以上通过眼睛……
当一束光投射到物体上时，会发生反射、折射、干涉以及衍射等现象。
光线在均匀同等介质中沿直线传播。
光波，包括红外线，它们的波长比微波更短，频率更高，因此，从电通信中的微波通信向光通信方向发展，是一种自然的也是一种必然的趋势。
普通光：一般情况下，光由许多光子组成，在荧光（普通的太阳光、灯光、烛光等）中，光子与光子之间，毫无关联，即波长不一样、相位不一样，偏振方向不一样、传播方向不一样，就象是一支无组织、无纪律的光子部队，各光子都是散兵游勇，不能做到行动一致。
光反射时，反射角等于入射角，在同一平面，位于法线两边，且光路可逆行。
光线从一种介质斜射入另一种介质中，会产生折射。如果射入的介质密度大于原本光线所在介质密度，则折射角小于入射角。反之，若小于，则折射角大于入射角。但入射角为0，则无论如何，折射角为零，不产生折射。但光折射还在同种不均匀介质中产生，理论上可以从一个方向射入不产生折射，但因为分不清界线且一般分好几个层次又不是平面，故无论如何看都会产生折射。如从在岸上看平静的湖水的底部属于第一种折射，但看见海市蜃楼属于第二种折射。凸透镜凹透镜这两种常见镜片所产生效果就是因为第一种折射。
激光——光学的新天地
激光光束中，所有光子都是相互关联的，即它们的频率（或波长）一致、相位一致、偏振方向一致、传播方向一致。激光就好像是一支纪律严明的光子部队，行动一致，因而有着极强的战斗力。这就是为什么许多事情激光能做，而阳光、灯光、烛光不能做的主要原因。
光的种类
光源可以分为三种。
第一种是热效应产生的光，太阳光就是很好的例子，此外蜡烛等物品也都一样，此类光随着温度的变化会改变颜色。
第二种是原子发光，荧光灯灯管内壁涂抹的荧光物质被电磁波能量激发而产生光，此外霓虹灯的原理也是一样。原子发光具有独自的基本色彩，所以彩色拍摄时我们需要进行相应的补正。
第三种是synchrotron发光，同时携带有强大的能量，原子炉发的光就是这种，但是我们在日常生活中几乎没有接触到这种光的机会，所以记住前两种就足够了。
光的色散
复色光分解为单色光的现象叫光的色散．牛顿在1666年最先利用三棱镜观察到光的色散,把白光分解为彩色光带(光谱).色散现象说明光在媒质中的速度(或折射率n=c/v)随光的频率而变.光的色散可以用三棱镜,衍射光栅,干涉仪等来实现.
白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等各种色光组成的叫做复色光。红、橙、黄、绿等色光叫做单色光。
色散：复色光分解为单色光而形成光谱的现象叫做光的色散。色散可以利用棱镜或光栅等作为“色散系统”的仪器来实现。复色光进入棱镜后，由于它对各种频率的光具有不同折射率，各种色光的传播方向有不同程度的偏折，因而在离开棱镜时就各自分散，形成光谱。
dispersion of light
介质折射率随光波频率或真空中的波长而变的现象。当复色光在介质界面上折射时，介质对不同波长的光有不同的折射率，各色光因折射角不同而彼此分离。1672年，牛顿利用三棱镜将太阳光分解成彩色光带，这是人们首次作的色散实验。通常用介质的折射率n或色散率dn／dλ与波长λ的关系来描述色散规律。任何介质的色散均可分正常色散和反常色散两种。
复色光分解为单色光而形成光谱的现象．让一束白光射到玻璃棱镜上，光线经过棱镜折射以后就在另一侧面的白纸屏上形成一条彩色的光带，其颜色的排列是靠近棱镜顶角端是红色，靠近底边的一端是紫色，中间依次是橙黄绿蓝靛，这样的光带叫光谱．光谱中每一种色光不能再分解出其他色光，称它为单色光．由单色光混合而成的光叫复色光．自然界中的太阳光、白炽电灯和日光灯发出的光都是复色光．在光照到物体上时，一部分光被物体反射，一部分光被物体吸收。如果物体是透明的，还有一部分透过物体。不同物体，对不同颜色的反射、吸收和透过的情况不同，因此呈现不同的色彩。
光的实质：原子核外电子得到能量 跃迁到更高的轨道上这个轨道不稳定 还要跃迁回来 跃迁回来释放出的就是一个光子就是以光的形式向外发出能量 跃迁的能级不同 释放出来的能量不同 光子的波长就不同 光的颜色就不一样了
光到底是什么？是一个值得研究，和必需研究的问题。当今物理学院就已经又达到了一个瓶颈，即相对论与量子论的冲突，光的本质是基本微粒还是行声音一样的波（若是波又在什么介质中传播）对未来研究具有指导性作用。
光的应用
能源（清洁能源）、电子（电脑、电视、投影仪等）、通信（光纤）、医疗保健（伽马刀、B超仪、光波房[2]、光波发汗房[3]、X光机）等。
光的研究历史
光学和力学一样，在古希腊时代就受到注意，光的反射定律早在欧几里得时代已经闻名，但在自然科学与宗教分离开之前，人类对于光的本质的理解几乎再没有进步，只是停留在对光的传播、运用等形式上的理解层面。
十七世纪，对这个问题已经开始存在“波动学说”和“粒子学说”两种声音：荷兰物理学家惠更斯在1690年出版的《光论》一书中提出了光的波动说，推导出了光的反射和折射定律，圆满的解释了光速在光密介质中减小的原因，同时还解释了光进入冰时所产生的双折射现象；而英国物理学家牛顿则坚持光的微粒说，在1704年出版的《光学》一书中他提出，发光物体发射出以直线运动的微粒子，微粒子流冲击视网膜就引起视觉，这也能解释光的折射与反射，甚至经过修改也能解释格里马尔迪发现的“衍射”现象。
十九世纪，英国物理学家麦克斯韦引入位移电流的概念，建立了是电磁学的基本方程，创立了光的电磁学说，通过证明电微波在真空中传播的速度等于光在真空中传播的速度，从而推导出光和电磁波在本质上是相同的，即光是一定波长的电磁波。
二十世纪，量子理论和相对论相继建立，物理学由经典物理进入了现代物理学。1905年美国物理学家爱因斯坦提出了著名的光电效应，认为紫外线在照射物体表面时，会将能量传给表面电子，使之摆脱原子核的束缚，从表面释放出来，因此爱因斯坦将光解释成为一种能量的集合——光子。1925年，法国物理学家德布罗意又提出所有物质都具有波粒二象性的理论，即认为所以的物体都既是波又是粒子，随后德国著名物理学家普朗克等数位科学家建立了量子物理学说，将人类对物质属性的理解完全展拓了。
综上所述，光的本质应该认为是“光子”，它具有波粒二相性。所以光既是一种波，又是由一个个光子所构成，不过作为一种独特物质，它的波动性还是占主要方面。同时光具有动态质量，根据爱因斯坦质能方程可算出其质量。
超光速
超光速(faster-than-light, FTL或称superluminality)会成为一个讨论题目，源自于相对论中对于局域物体不可超过真空中光速c的推论限制，光速成为许多场合下速率的上限值。在此之前的牛顿力学并未对超光速的速度作出限制。而在相对论中，运动速度和物体的其它性质，如质量甚至它所在参考系的时间流逝等，密切相关，速度低于（真空中）光速的物体如果要加速达到光速，其质量会增长到无穷大因而需要无穷大的能量，而且它所感受到的时间流逝甚至会停止（如果超过光速则会出现“时间倒流”），所以理论上来说达到或超过光速是不可能的（至于光子，那是因为它们永远处于光速，而不是从低于光速增加到光速）。但也因此使得物理学家（以及普通大众）对于一些“看似”超光速的物理现象特别感兴趣。
经现在研究表明已有超光速速度——某些恒星爆炸抛射碎片，其碎片运动速度已超过光速，因此速度不固定有快有慢
学术界仍称光速为最快速度。
光 速
光速定义值:c=
光速计算值:c=(299792.50±0.10)km/s
英文：speed of light/ velocity of light
定义：光波或电磁波在真空或介质中的传播速度，没有任何物体或信息运动的速度可以超过光速。
理论：
人无论靠什么推进器，速度都是无法达到光速的，更不要说超光速了。因为，有质量的物体的运动速度是不可能达到光速的。原理如下：
首先，我们来了解一下质能等价理论。质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论，即著名的方程式E=mC^2;，式(质能方程)中为E能量，单位电子伏特（eV），m为质量，单位MeV/c² ，C为光速；也就是说，一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。
一个静止的物体，其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动，就要产生动能。由于质量和能量等价，运动中所具有的能量应加到质量上，也就是说，运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时，增加的质量微乎其微，如速度达到光速的0.1时，质量只增加0.5％。但随着速度接近光速，其增加的质量就显著了。如速度达到光速的0.9时，其质量增加了一倍多。这时，物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时，质量随着速度的增加而直线上升，速度无限接近光速时，质量趋向于无限大，需要无限多的能量。因此，任何物体的运动速度不可能达到光速，只有质量为零的粒子才可以以光速运动，如光子。
若考虑微观状态（量子力学），有可能超过光速。
黑洞的存在与光速没有关系，黑洞是由于引力场使空间弯曲造成的，不会影响光速。
真空中的光速是一个物理常数（符号是c），等于
光速的测量方法： 最早光速的准确数值是通过观测木星对其卫星的掩食测量的。还有转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法。
1983年，光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准，并且约定光速严格等于
根据现代物理学，所有电磁波，包括可见光，在真空中的速度是常数，即是光速。强相互作用、电磁作用、弱相互作用传播的速度都是光速，根据广义相对论，万有引力传播的速度也是光速，且已于2003年得以证实。根据电磁学的定律，发放电磁波的物件的速度不会影响电磁波的速度。结合相对性原则，观察者的参考坐标和发放光波的物件的速度不会影响被测量的光速，但会影响波长而产生红移、蓝移。这是狭义相对论的基础。相对论探讨的是光速而不是光，就算光被稍微减慢，也不会影响狭义相对论。
一、光速测定的天文学方法
1．罗默的卫星蚀法
光速的测量，首先在天文学上获得成功，这是因为宇宙广阔的空间提供了测量光速所需要的足够大的距离．早在1676年丹麦天文学家罗默（1644—1710）首先测量了光速．由于任何周期性的变化过程都可当作时钟，他成功地找到了离观察者非常遥远而相当准确的“时钟”，罗默在观察时所用的是木星每隔一定周期所出现的一次卫星蚀．他在观察时注意到：连续两次卫星蚀相隔的时间，当地球背离木星运动时，要比地球迎向木星运动时要长一些，他用光的传播速度是有限的来解释这个现象．光从木星发出（实际上是木星的卫星发出），当地球离开木星运动时，光必须追上地球，因而从地面上观察木星的两次卫星蚀相隔的时间，要比实际相隔的时间长一些；当地球迎向木星运动时，这个时间就短一些．因为卫星绕木星的周期不大（约为1.75天），所以上述时间差数，在最合适的时间（上图中地球运行到轨道上的A和A’两点时）不致超过15秒（地球的公转轨道速度约为
2．布莱德雷的光行差法
1728年，英国天文学家布莱德雷（1693—1762）采用恒星的光行差法，再一次得出光速是一有限的物理量．布莱德雷在地球上观察恒星时，发现恒星的视位置在不断地变化，在一年之内，所有恒星似乎都在天顶上绕着半长轴相等的椭圆运行了一周．他认为这种现象的产生是由于恒星发出的光传到地面时需要一定的时间，而在此时间内，地球已因公转而发生了位置的变化．他由此测得光速为：C=
这一数值与实际值比较接近．
以上仅是利用天文学的现象和观察数值对光速的测定，而在实验室内限于当时的条件，测定光速尚不能实现．
二、光速测定的大地测量方法
光速的测定包含着对光所通过的距离和所需时间的量度，由于光速很大，所以必须测量一个很长的距离和一个很短的时间，大地测量法就是围绕着如何准确测定距离和时间而设计的各种方法．
1．伽利略测定光速的方法
物理学发展史上，最早提出测量光速的是意大利物理学家伽利略．1607年在他的实验中，让相距甚远的两个观察者，各执一盏能遮闭的灯，如图所示：观察者A打开灯光，经过一定时间后，光到达观察者B，B立即打开自己的灯光，过了某一时间后，此信号回到A，于是A可以记下从他自己开灯的一瞬间，到信号从B返回到A的一瞬间所经过的时间间隔t．若两观察者的距离为S，则光的速度为c=2s/t
因为光速很大，加之观察者还要有一定的反应时间，所以伽利略的尝试没有成功．如果用反射镜来代替B，那么情况有所改善，这样就可以避免观察者所引入的误差．这种测量原理长远地保留在后来的一切测定光速的实验方法之中．甚至在现代测定光速的实验中仍然采用．但在信号接收上和时间测量上，要采用可靠的方法．使用这些方法甚至能在不太长的距离上测定光速，并达到足够高的精确度．
2．旋转齿轮法
用实验方法测定光速首先是在1849年由斐索实验．他用定期遮断光线的方法（旋转齿轮法）进行自动记录．实验示意图如下．从光源s发出的光经会聚透镜L1射到半镀银的镜面A，由此反射后在齿轮W的齿a和a’之间的空隙内会聚，再经透镜L2和L3而达到反射镜M，然后再反射回来．又通过半镀镜A由L4集聚后射入观察者的眼睛E．如使齿轮转动，那么在光达到M镜后再反射回来时所经过的时间△t内，齿轮将转过一个角度．如果这时a与a’之间的空隙为齿a（或a’）所占据，则反射回来的光将被遮断，因而观察者将看不到光．但如齿轮转到这样一个角度，使由M镜反射回来的光从另一齿间空隙通过，那么观察者会重新看到光，当齿轮转动得更快，反射光又被另一个齿遮断时，光又消失．这样，当齿轮转速由零而逐渐加快时，在E处将看到闪光．由齿轮转速v、齿数n与齿轮和M的间距L可推得光速c=4nvL．
在斐索所做的实验中，当具有720齿的齿轮，一秒钟内转动12.67次时，光将首次被挡住而消失，空隙与轮齿交替所需时间为1/12.67s
在这一时间内，光所经过的光程为2×
在对信号的发出和返回接收时刻能作自动记录的遮断法除旋转齿轮法外，在现代还采用克尔盒法．1941年安德孙用克尔盒法测得：c=299776±
3．旋转镜法
旋转镜法的主要特点是能对信号的传播时间作精确测量．1851年傅科成功地运用此法测定了光速．旋转镜法的原理早在1834年1838年就已为惠更斯和阿拉果提出过，它主要用一个高速均匀转动的镜面来代替齿轮装置．由于光源较强，而且聚焦得较好．因此能极其精密地测量很短的时间间隔．实验装置如图所示．从光源s所发出的光通过半镀银的镜面M1后，经过透镜L射在绕O轴旋转的平面反射镜M2上O轴与图面垂直．光从M2反射而会聚到凹面反射镜M3上，M3的曲率中心恰在O轴上，所以光线由M3对称地反射，并在s′点产生光源的像．当M2的转速足够快时，像S′的位置将改变到s〃，相对于可视M2为不转时的位置移动了△s的距离可以推导出光速值。式中w为M2转动的角速度．l0为M2到M3的间距，l为透镜L到光源S的间距，△s为s的像移动的距离．因此直接测量w、l、l0、△s，便可求得光速。
在傅科的实验中：L=
另外，傅科还利用这个实验的基本原理，首次测出了光在介质（水）中的速度v＜c，这是对波动说的有力证据．
3．旋转棱镜法
美国的迈克尔逊把齿轮法和旋转镜法结合起来，创造了旋转棱镜法装置．因为齿轮法之所以不够准确，是由于不仅当齿的中央将光遮断时变暗，而且当齿的边缘遮断光时也是如此．因此不能精确地测定象消失的瞬时．旋转镜法也不够精确，因为在该法中象的位移△s太小，只有
c=
这是当时最精确的测定值，很快成为当时光速的公认值．
三、光速测定的实验室方法（高中课本有）
光速测定的天文学方法和大地测量方法，都是采用测定光信号的传播距离和传播时间来确定光速的．这就要求要尽可能地增加光程，改进时间测量的准确性．这在实验室里一般是受时空限制的，而只能在大地野外进行，如斐索的旋轮齿轮法当时是在巴黎的苏冷与达蒙玛特勒相距
1．微波谐振腔法
1950年埃森最先采用测定微波波长和频率的方法来确定光速．在他的实验中，将微波输入到圆柱形的谐振腔中，当微波波长和谐振腔的几何尺寸匹配时，谐振腔的圆周长πD和波长之比有如下的关系：πD=2.404825λ，因此可以通过谐振腔直径的测定来确定波长，而直径则用干涉法测量；频率用逐级差频法测定．测量精度达10-7．在埃森的实验中，所用微波的波长为
2．激光测速法（大学课本）
1970年美国国家标准局和美国国立物理实验室最先运用激光测定光速．这个方法的原理是同时测定激光的波长和频率来确定光速（c=νλ）．由于激光的频率和波长的测量精确度已大大提高，所以用激光测速法的测量精度可达10-9，比以前已有最精密的实验方法提高精度约100倍．
除了以上介绍的几种测量光速的方法外，还有许多十分精确的测定光速的方法．
根据1975年第十五届国际计量大会的决议，现代真空中光速的最可靠值是：
c=299792.458±
接近光速时的速度合成
接近光速情况下，笛卡尔坐标系不再适用。同样测量光线离开自己的速度，一个快速追光的人与一个静止的人会测得相同的速度（光速）。这与日常生活中对速度的概念有异。两车以
v和w是对第三者来说飞船的速度，u是感受的速度，c是光速。
不同介质中的光速
真空中的光速 真空中的光速是一个重要的物理常量，国际公认值为c=
1849年，法国物理学家A.H.L.菲佐用旋转齿轮法首次在地面实验室中成功地进行了光速测量，最早的结果为c=
1926年，美国物理学家A.A.迈克耳孙改进了傅科的实验，测得c=(299796±4)千米/秒，他于1929年在真空中重做了此实验，测得c=
1972年，美国的K.M.埃文森等人直接测量激光频率ν和真空中的波长λ，按公式c=νλ算得c=(299792458±1.2)米/秒。1975年第15届国际计量大会确认上述光速值作为国际推荐值使用。1983年17届国际计量大会通过了米的新定义，在这定义中光速c=
介质中的光速 不同介质中有不同的光速值。1850年菲佐用齿轮法测定了光在水中的速度，证明水中光速小于空气中的光速。几乎在同时，傅科用旋转镜法也测量了水中的光速（3/4c），得到了同样结论。这一实验结果与光的波粒二象性相一致而与牛顿的微粒说相矛盾(解释光的折射定律时)，这对光的波动本性的确立在历史上曾起过重要作用。1851年，菲佐用干涉法测量了运动介质中的光速，证实了A.-J.菲涅耳的曳引公式。 [玻璃中光速2/3c]
光在水中的速度：2.25×10^
光在玻璃中的速度：2.0×10^
光在冰中的速度：2.30×10^
光在空气中的速度：3.0×10^
光在酒精中的速度：2.2×10^
上述理论只在19世纪70年代基本准确,在爱因斯坦<<广义相对论>>中,光速是这样阐述的:物体运动接近光速时,时间变得缓慢,当物体运动等于光速时,时间静止,当物体运动超过光速时,时间倒流.这三个推断是19世纪70年代初中期国际天文机构观察探测日食时得以证实,而目前得以证实人类超过光速的机器是俄罗斯时间机器,它可以使当地时间倒退一秒,而耗电量是整个莫斯科市三年的用电量.
E=mc^2推导
第一步：要讨论能量随质量变化，先要从量纲得知思路：
能量量纲[E]=[M]([L]^2)([T]^(-2)),即能量量纲等于质量量纲和长度量纲的平方以及时间量纲的负二次方三者乘积。
我们需要把能量对于质量的函数形式化简到最简，那么就要求能量函数中除了质量，最好只有一个其它的变量。
把([L]^2)([T]^(-2))化简，可以得到只有一个量纲-速度[V_]的形式：
[V_]*[V_]。
也就是[E]=[M][V_]*[V_]
可见我们要讨论质能关系，最简单的途径是从速度v_下手。
----------------------------------------------------
第二步：先要考虑能量的变化
与能量的变化有关的有各种能量形式的转化，其中直接和质量有关的只有做功。
那么先来考虑做功对于能量变化的影响。
当外力F_(后面加_表示矢量，不加表示标量)作用在静止质量为m0的质点上时，每产生ds_（位移s_的微分）的位移，物体能量增加
dE=F_*ds_(*表示点乘)。
考虑最简化的 外力与位移方向相同的情况，上式变成
dE=Fds
----------------------------------------
第三步：怎样把力做功和速度v变化联系起来呢？也就是说怎样来通过力的作用效果来得出速度的变化呢？
我们知道力对物体的冲量等于物体动量的增量。那么，通过动量定理，力和能量就联系起来了：
F_dt=dP_=mdv_
----------------------------------------
第四步：上式中显然还要参考m质量这个变量，而我们不想让质量的加入把我们力和速度的关系复杂化。我们想找到一种办法约掉m，这样就能得到纯粹的速度和力的关系。
参考dE=Fds和F_dt=dP_，我们知道，v_=ds_/dt
那么可以得到
dE=v_*dP_
如果考虑最简单的形式：当速度改变和动量改变方向相同：
dE=vdP
---------------------------------
第五步：把上式化成能量和质量以及速度三者的关系式（因为我们最初就是要讨论这个形式）：
dE=vd(mv)----因为dP=d(mv)
---------------------------------
第六步：把上式按照微分乘法分解
dE=v^2dm+mvdv
这个式子说明：能量的增量含有质量因速度增加而增加dm产生的能量增量和单纯速度增加产生的能量增量2个部分。（这个观点非常重要，在相对论之前，人们虽然在理论物理推导中认识到质量增加也会产生能量增量，但是都习惯性认为质量不会随运动速度增加而变化，也就是误以为dm恒定为0，这是经典物理学的最大错误之一。）
---------------------------------
第七步：我们不知道质量随速度增加产生的增量dm是怎样的，现在要研究它到底如何随速度增加（也就是质量增量dm和速度增量dv之间的直接关系）：
根据洛仑兹变换推导出的静止质量和运动质量公式：
m=m0[1-(v^2/c^2)]^(-1/2)
化简成整数次幂形式：
m^2=(m0^2)[1-(v^2/c^2)]
化成没有分母而且m和m0分别处于等号两侧的形式（这样就是得到运动质量m对于速度变化和静止质量的纯粹的函数形式）： (m^2)(c^2-v^2)=(m0^2)c^2
用上式对速度v求导得到dm/dv（之所以要这样做，就是要找到质量增量dm和速度增量dv之间最直接的关系，我们这一步的根本目的就是这个）：
d[(m^2)(c²-v²)]/dv=d[(m0²)c²]/dv(注意式子等号右边是常数的求导,结果为0)
即
[d(m²)/dv](c²-v²)+m²[d(c²-v²)/dv]=0
即
[m(dm/dv)+m(dm/dv)](c²-v²)+(m²)[0-2v]=0
即
约掉公因式
得到：
(dm/dv)(c²-V²)-mv=0
即
(dm/dv)(c^2-V^2)=mv
由于dv不等于0（我们研究的就是非静止的情况，运动系速度对于静止系的增量当然不为0）
(c^2-v^2)dm=mvdv
这就是我们最终得到的dm和dv的直接关系。
--------------------------------------------
第八步：有了dm的函数，代回到我们第六步的能量增量式
dE=v^2dm+mvdv
=v^2dm+(c^2-v^2)dm
=c^2dm
这就是质能关系式的微分形式，它说明：质量的增量与能量的增量成正比，而且比例系数是常数c^2。
------------------------------------------
最后一步：推论出物体从静止到运动速度为v的过程中，总的能量增量：
对上一步的结论进行积分，积分区间取质量从静止质量m0到运动质量m，得到
∫dE=∫[m0~m]c^2dm
即
E=mc^2-m
这就是 物体从静止到运动速度为v的过程中，总的能量增量。
其中
E0=m
Ev=mc^2称为物体运动时候的总动能（运动总能量）。
总结：对于任何已知运动质量为m的物体，可以用E=mc^2直接计算出它的运动动能。
关于光速
光在水中的速度：2.25×10^
光在玻璃中的速度：2.0×10^
光在冰中的速度：2.30×10^
光在空气中的速度：3.0×10^
光在酒精中的速度：2.2×10^
同学们知道这个速度相对什么说的吧？是介质，而不关心介质的整体，是以什么速度运动。就是说如果测量系以一定速度运动，则光速是测量系速度加光在介质中的速度，至少低速时近似如此，这一点维护相对论的也不否认。
以声音实验为例：空气对地面静止，第1次我们不动测得我们发出的声音1秒钟前进了
换做光实验，同样结果。我们用玻璃介质再做一次，同样结果，我们再做一个我们不动，让玻璃带着光匀速运动的实验，会发现光对玻璃依然是光速，因为它的传递条件没有任何改变，而对我们，光速改变了，是静止光速+玻璃速度。
要么承认光速可变，要么承认声速也是不变的。
相对论在什么情况下有可能可用呢？
爱因斯坦说：任何光线在“静止的”坐标系中都是以确定的速度c运动着，不管这道光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。”
大学物理中光速不变原理：在彼此相对作匀速直线运动的任一惯性参考系中，所测得的光在真空中的传播速度都是相等的。
可见，大学教材，已经认为非真空的光速可变，但是这样定义带来另一个问题，相对论，只在真空中可用，在通常的大气条件下，不可用，这又让一些相对论的盲目追随者不知所措。同学们想参与科学探讨是好的，要先丰富一下自己知识。
见百度：科学、科普、客观、论动体的电动力学
光速的测量简史
真空中的光速，这是最古老的物理常数之一。最早于1629年艾萨克·毕克曼（beeckman）提出一项试验，一人将遵守闪光灯一炮反映过一面镜子，约
天文的技巧
罗默从地球观测木卫一的掩蔽来测量光速。
1676年奥勒·罗默使用望远镜研究木星的卫星艾欧的运动，第一次定量的估计出光速。艾欧的公转轨道可以用来计算时间，因为它会规律的进入木星的阴影中一段时间（图中的C至D）。罗默观测到当地球在最接近木星时（H点），艾欧的公转周期是42.5小时，当地球远离木星时（从L至K），艾欧从阴影中出现的时间会比预测的越来越晚，很明显的是因为木星与地球的距离增加，使得"信号"要花更多的时间传递。光要通过行星之间增加的距离，使得计时的信号在第一次和下一次之间因而延长了额外的时间。当地球向木星接近时（从F到G），情形则正好相反。罗默观测到艾欧在接近的40 个轨道周期中周期比远离的40个轨道周期缩短了22分钟。以这些观测为基础，罗默认为在80个轨道周期中光线要多花费22分钟行走艾欧与地球之间增加的距离。这意味着从L至K和F至G，地球经历了80个艾欧轨道周期（42.5小时）的时间，光线只要花22分钟。这对应于一个地球在轨道上绕着太阳运动和光速之间的一个比例：
意味着光速是地球的轨道速度的9,300倍，与现在的数值10,100倍比较，相差无几。
在当时，天文单位的估计数值是大约1亿4千万公里。克里斯蒂安·惠更斯结合了天文单位和罗默的时间估计，每分钟的光速是地球直径的1,000倍，他似乎误解了罗默22分钟的意思，以为是横越地球轨道所花费的时间。这相当于每秒
艾萨克·牛顿也接受光速是有限的观念，在他1704年出版的书光学中，他提出光每秒钟可以横越地球16.6次（相当于
即使如此，靠著这些观测，光速是有限的仍不能被大众满意的接受（著名的有吉恩·多米尼克·卡西尼），直到在詹姆斯·布雷德里（1728）的观测之后，光速是无限的想法才被扬弃。布雷德里推论若光速是有限的，则因为地球的轨道速度，会使抵达地球的星光有一个微小角度的偏折，这就是所谓的光行差，他的大小只有1/200度。布雷德里计算的光速为
其他方法
1849年，斐索用旋转齿轮法求得 c = 3.153×
光从半镀银面反射后，经高速旋转的齿轮投向反射镜，再沿原路返回。如果齿轮转过一齿所需的时间，正好与光往返的时间相等，就可透过半镀银面观测到光，从而根据齿轮的转速计算出光速。
1862年，傅科用旋转镜法测空气中的光速，原理和斐索的旋转齿轮法大同小异，他的结果是 c = 2.98 ×
第三位在地面上测到光速的是考尔纽（M.A.Cornu）。1874年他改进了斐索的旋转齿轮法，得 c = 2.9999 ×
阿尔伯特·迈克耳孙改进了傅科的旋转镜法，多次测量光速。1879年，得 c = (2.99910±0.00050) ×
后来，他综合旋转镜法和旋转齿轮法的特点，发展了旋转棱镜法，1924～1927年间，得 c = (2.99796±0.00004) ×
迈克耳逊在推算真空中的光速时，应该用空气的群速折射率，可是他用的却是空气的相速折射率。这一错误在1929年被伯奇发觉，经改正后，1926年的结果应为 c = (2.99798±0.00004) ×
后来，由于电子学的发展，用克尔盒、谐振腔、光电测距仪等方法，光速的测定，比直接用光学方法又提高了一个数量级。
60年代雷射器发明，运用稳频雷射器，可以大大降低光速测量的不确定度。
1973年达0.004 ppm，终于在1983年第十七届国际计量大会上作出决定，将真空中的光速定为精确值。
近代测量真空中光速的简表：
年代
主持人
方式
光速（km/s）
不确定度（km/s）
1907
Rosa、Dorsey
Esu/emu*
299784
15
1928
Karolus 等
克尔盒
299786
15
1947
Essen 等
谐振腔
299792
4
1949
Aslakson
雷达
299792.4
2.4
1951
Bergstand
光电测距仪
299793.1
0.26
1954
Froome
微波干涉仪
299792.75
0.3
1964
Rank 等
带光谱
299792.8
0.4
1972
Bay 等
稳频氦氖雷射器
299792.462
0.018
1973
平差
299792.4580
0.0012
1974
Blaney
稳频CO2雷射器
299792.4590
0.0006
1976
Woods 等
299792.4588
0.0002
1980
Baird 等
稳频氦氖雷射器
299792.4581
0.0019
1983
国际协议
（规定）
299792.458
（精确值）
esu即electrostatic units的缩写；emu为electromagnetic units的缩写。
光 年
光年，长度单位，光年一般被用于计算恒星间的距离。光年指的是光在真空中行走一年的距离，它是由时间和速度计算出来的，光行走一年的距离叫“一光年”。一光年即约为九万四千六百亿公里。更正式的定义为：在一儒略年[1]的时间中（即365.25日，而每日相等于86400秒），在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一光子所行走的距离。因为真空中的光速是每秒
（或5，786，101，150，
或5，108，385，784，330，
或约等于9.46 × 10^
（注：
相关:
光年一般是用来量度很大的距离，如太阳系跟另一恒星的距离。光年不是时间单位。在天文学，秒差距是另一个常用的单位，1秒差距=3.26光年。
光由太阳到达地球需时约八分钟（即地球跟太阳的距离为八“光分”）。
已知距离太阳系最近的恒星为半人马座比邻星，它相距4.22光年。
我们所处的星系——银河系的直径约有十万光年。
假设有一近光速的宇宙船从银河系的一端到另一端，它将需要多于十万年的时间。但这只是对于（相对于银河系）静止的观测者而言，船上的人员感受到的旅程实际只有数分钟。这是由于特殊相对论中的移动时钟的时间膨胀现象。
目前天文观测范围已经扩展到200亿光年的广阔空间，它称为总星系。
与天文学中其它常用单位的换算：
一秒差距等于3.26光年。
一光年等于63,240天文单位。
另外，光每秒大约行驶30万千米，每分钟行驶1800万千米，每小时行驶108000万千米，每天行驶2592000万千米，每年行驶946080000万千米。所以每光年的距离大约是：946080800万千米。
计算
以50亿光年举例来计算，光传播一年有9,454,254,955,488,000米，50亿光年就等于47,271,274,777,440,000,000,000,000米，光每秒可传播
音
即声音，一切发音物体如声带、琴弦、簧片等经过物理振动、共鸣以后产生的结果都称为"音"，音有四个最主要的基本性质，即音的高低、长短、强弱及音色。由于发音体的形制及振动形态的不同，所有的音又可划分为三类：纯音、乐音和噪音。
音是由于物体的振动而产生的。在自然界中能为我们人的听觉所感受的音是非常多的，但并不是所有的音都可以作为音乐的材料。在音乐中所使用的音，是人们在长期的生产斗争和阶级斗争中为了表现自己的生活和思想感情而特意挑选出来的。这些音被组成为一个固定的体系，用来表现音乐思想和塑造音乐形象。
音有高低、强弱、长短、音色等四种性质。
音的高低是由于物体在一定时间内折振动次数（频率）而决定的。振动次数多，音则高；振动次数少，音则低。
音的长短是由于音的延续时间的不同而决定的。音的延续时间长，音则长；音的延续时间短，音则短。
音的强弱是由于振幅（音的振动范围的幅度）的大小而决定的。振幅大，音则强；振幅小，音则弱。
音色则由于发音体的性质、形状及其泛音的多少等不同。
音的以上四种性质，在音乐表现中都是非常重要的，但音的高低和长短则具有更为重大的意义。试以《社会主义好》这首歌为例，不管你用人声来演唱或用乐器来演奏，用小声唱或是大声唱，虽然音的强弱及音色都有了变化，仍然很容易辨认出这支旋律。但是，假如将这首歌的音高或音值加以改变的话，则音乐形象就会立即受到严重的破坏。因此，不管创作也好，演奏演唱也好，对音高和音值应加以特别的注意。
由于音的振动状态的规则与不规则，音被分为乐音与噪音两类。音乐中所使用的主要是乐音，但噪音也是音乐表现中不可缺少的组成部分。
在我国民族音乐里，噪音的使用具有相当丰富的表现能力。如在戏曲音乐中，打击乐器在其他艺术表现手段的配合下，在塑造人物形象，表现各种思想情感方面，其作用是异常明显的，这是世界音乐文化中非常具有特色的一部分，是值得我们很好地研究和学习的。
我们平时所听到的某一个音，都不只是一个音在响，而是许多个音的结合，这种声音叫做复合音。复合音的产生是由于发音体（以弦为例）不仅全段在振动，它的各部分（二分之一、三分之一、四分之一……等）也分别的同时在振动。由发音体全段振动而产生的音叫做基音，也就是最易听见的声音，由发音体各部分振动而产生的音叫做泛音。这些音是我们听觉所不易听出来的。
音 速
声音的产生
音速也叫“声速”，从本质上讲，声速是介质中微弱压强扰动的传播速度，其大小因媒质的性质和状态而异，计算公式为：
一般说来，音速的数值在固体中比在液体中大，在液体中又比在气体中大。空气中的音速，在1个标准大气压和
例子
以音叉为例，我们敲打音叉之后，音叉产生振动，振动中的音叉会来回推撞周围的空气，使得空气的压力时高时低，而使得空气分子产生密部和疏部的变化，并藉由分子间的碰撞运动向外扩散出去，音叉的声波也就向外传出了。声波在传递时，空气分子的振动方向和波的传递方向是相同的，我们把这种波叫做“纵波”。
像空气这种可以传递声波的物质，我们把它们叫做“介质”。声波一定要有介质才能传递出去，如果真空状态，声波没有了传播的媒质，就无法听到声音了
除了空气可以传递声音之外，液体（像水)、固体（像木材、玻璃、钢铁）等等，也都是声音的介质，而且因为液体、固体的分子排列得较紧密，因此传递声音的速度都比空气来得快。声音在水中的传播速度大约是在空气中的五倍，在钢中则比空气中快上将近二十倍。
日常生活中，声音大都藉由空气传播，历史上第一次测出空气中的声速，是在公元1708年的时候。当时一位英国人德罕姆站在一座教堂的顶楼，注视着
影响音速的因素
从声源发出的声波以一定的速度向周围传播，意味着声波的能量也以一定的速度向周围传播。目前所知，声波能够在所有物质（除真空外）中传播。其传播速度由传声介质的某些物理性质，主要是力学性质所决定。例如，音速与介质的密度和弹性性质有关，因此也随介质的温度、压强等状态参量而改变。气体中音速每秒约数百米，随温度升高而增大，
在有些情况下音速还与声波本身的振幅、频率、振动方式（纵波声速、横波声速等）有关。如果传播介质的尺寸不够大，则其边界对音速也有影响。因此为了使音速的量值确切地表征传声介质的声学特征，不受其几何形状的影响，一般须规定传声介质的尺寸足够大（理论上为无限大）情况下的声波传播速度。有时为了实用上的方便，也列出某些特殊情况下的音速，如固体细棒中的音速。
一些介质中的声速
真空
空气（
空气（
软木
煤油（
蒸馏水（
海水（
铜（棒）
大理石
铝（棒）
铁（棒）
水 (常温）
超音速
音速就是指声音的速度,标准速度是在
声音的速度是每秒
超音速飞机是20世纪最伟大的航空发明，但在飞行时，阻力、热量和空气动力都会发生改变，而且产生的音爆会严重的损坏飞机的机械强度。在20世纪50年代末，波音707、DC-8、“快帆”等喷气式客机趋于成熟后，飞机制造公司和设计师就把注意力放到超音速客机身上。如果民航客机能够实现超音速飞行，将使飞机速度提高两倍以上，大大缩短长途飞行的时间。但是超音速客机的研制工作困难重重，经过了近二十年的努力，目前只有两种超音速客机在航线上使用。这就是英法联合研制的协和号和前苏联的图-144客机。
前苏联的超音速客机晚于协和号，但首次试飞却早于协和式。60年代初，当前苏联得悉美国、西欧准备研制超音速客机后，仓促上马研制超音速客机。由图波列夫设计局研制的图-144在外形上与协和号非常相近，特别是当前苏联驻英使馆人员曾因窃取协和资料被大批驱逐的消息披露后，因此航空界普遍怀疑图-144是抄袭协和号的，并戏称其为“协和斯基”。 图-144与协和式一样采用下单翼结构，狭长的三角翼，无平尾，可下垂的机头。四台发动机也分别下挂在机翼下侧。图-144的巡航速度为2.35马赫，最大航程
核子//质子//反质子//中子//反中子//粒子//量子//夸克//反物质
核子
核子的意义
核子(Nucleon)是质子、反质子、中子和反中子的总称，是组成原子核的粒子。它由夸克和胶子组成，属于重子。
质子和中子
质子是自旋为1/2，质量为l.6726485×10?
质子－质子和中子－质子的散射实验表明，它们之间的强相互作用力（核力）与它们是否带电（即是质子还是中子）无关，这就是核力的电荷无关性。为了解释核力的电荷无关性，B.卡森和 E. U.康登于1936年引入了同位旋的概念，把质子和中子看成同一种粒子——核子的两种不同状态。核子的同位旋是1/2，它可以有两种不同的状态：同位旋第三分量为1/2的状态是质子，同位旋第三分量为－1/2的状态是中子。这样，核力的电荷无关性被归结为强相互作用中同位旋空间的转动不变性。
高能电子、μ子和中微子在质子及中子上的散射表明，质子和中子的电荷和磁矩有着一定的空间分布，因而不是点粒子，而是有着内部结构的。目前实验的结果表明，质子和中子是由三个更深一层次的粒子——夸克通过由胶子传递的作用力所构成的。研究核子的内部结构，是粒子物理学当前的一个中心课题。
质子
1 质子 proton（日文：阳子 朝鲜文： 英文：Proton 泰文：希伯来语：印地语：俄语："Протон"克罗地亚语：Proton）
一种常见的亚原子粒子，不是基本粒子而是合成粒子，属于费米子，是最早发现的一种重子，是原子核内部的核子之一。
【历史】
〖符号〗 p，H+
〖发现时间〗 1919年
〖发现者〗 欧内斯特·卢瑟福
【基本性质】
〖质量〗 1.6726231 × 10^-
〖相对质量〗 1.007
〖电荷〗 +1 元电荷（+ 1.60217733 × 10^-19 库仑）
〖粒子自旋〗 1/2
〖粒子磁矩〗 2.7928 单位核磁子
〖作用力〗 引力、电磁力、弱核力、强核力
〖半衰期〗 最短为 1035 年（可视为稳定）
〖组成〗两个上夸克、一个下夸克
质子是1919年卢瑟福任卡文迪许实验室主任时，用α粒子轰击氮原子核后射出的粒子，命名为proton，这个单词是由希腊文中的“第一”演化而来的。欧内斯特·卢瑟福被公认为质子的发现人。1918年他注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪烁探测器纪录到氢核的迹象。卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子，因此氮原子必须含有氢核。他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。在此之前尤金·戈尔德斯坦（Eugene Goldstein）就已经注意到阳极射线是由正离子组成的，但他没有能够分析这些离子的成分。
原子核中所含质子数等于该元素的原子序数。氢原子最常见的同位素的原子核由一个质子构成。其它原子的原子核则由质子和中子在强相互作用下构成。在水中被溶解的氢离子实际上就是质子。质子在化学和生物化学中起非常大的作用。可以在水溶液中提供质子的物质一般被称为酸，可以在水溶液中吸收质子的物质一般被称为碱。
质子静止质量938MeV，是电子的1836倍。带有+1元电荷（约1.60×10^-
质子与质子间，除了有电磁相互作用之外，还有强得多的强相互作用。这种强相互作用与质子中子间以及中子中子间的强相互作用完全相同，是构成结合为原子核的核力。核力与电荷的无关性说明质子与中子可以看成是同一种粒子的两种不同电荷状态，这一性质导致用同位旋概念来描述：质子和中子是同位旋I相同、同位旋第三分量I3不同的两种状态，原子核的同位旋可由质子和中子的同位旋“合成”得到。
质子是核物理和粒子物理实验研究中用以产生反应的很重要的轰击粒子，在核物理中质子常被用来在粒子加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞，这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。慢速的质子也可能被原子核吸收用来制造人造同位素或人造元素。核磁共振技术使用质子的自旋来测试分子的结构。质子也是宇宙射线中的主要成分。
质子的反粒子是反质子，反质子是1955年埃米利奥·塞格雷和欧文·张伯伦发现的，两人为此获得了1959年的诺贝尔物理学奖。
参见http://www.66view.com/lunwen/18/107/51147.html
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原子相对质量 约== 质子质量+中子质量 核电荷数=核内质子数=核外电子数
反质子
反质子的发现
正电子的发现证实了狄拉克反粒子理论，一些理论物理学家开始认真对待这一理论。1934年泡利与克拉夫证明，即使不能形成稳定的负能粒子海，也会有相应的反粒子存在。于是人们就开始寻找其他粒子的反粒子。
早在1928年，狄拉克便预言了反质子的存在，但证实它的存在却花了20多年的时间。根据狄拉克的理论，反质子的质量与质子相同，所带电荷相反，质子与反质子成对出现或湮没，用两个普通的质子碰撞便可获得反质子，但反质子的产生阈能为6.8GeV。1954年，在加利福尼亚大学的劳伦斯辐射实验室，建成了64亿电子伏的质子同步稳相加速器，这为寻找反粒子提供了条件。1955年，张伯伦和塞格雷用上述加速器证实了前一年人们所观测的反质子的存在。由于反质子出现的机会极少，大约每1000亿高能质子的碰撞，才能产生数量很少的反质子，因而证实反质子的存在极为困难。1955年他们这个实验小组测到60个反质子。由于偶然符合本底不大，记数系统虽不算好，但较为可信。
不久他们又发现反中子。尽管高能粒子打靶时也能产生反中子，但是由于反中子不带电，更难从其他粒子中鉴别出来。他们是利用反质子与原子核碰撞，反质子把自己的负电荷交给质子，或由质子处取得正电荷，这样，质子变成了中子，而反质子则变成了反中子。
鲁比亚，C.在正反质子对撞机上进行几百吉电子伏的对撞实验，发现了现代弱电统一理论所预言的传力子，因而获得1984年度诺贝尔奖金物理学奖。
美国新墨西哥州立大学的科学研究人员最近把60层楼高的充氦大气球放到
磅重的高灵敏度科学探测器材，其中包括一个
科学家们认为，这一发现对宇宙起源的研究将发生重要影响
中子
中子(英文：neutron 日本语：中性子朝鲜语： 泰语：Neutron 俄语：Нейтронный 希伯来语： 希腊语：Νετρονων 印地语： 加利西亚语：Neutrónicos)是组成原子核的核子之一。中子是1932年B.查德威克用a粒子轰击的实验中发现，并根据E. 卢瑟福的建议命名的。中子电中性，其质量为 1.6749286 ×10
结构
本段中子不带电而具有磁矩。高能电子、μ子或中微子轰击中子的散射实验显示中子内部的电荷和磁矩有一定的分布，说明中子不是点粒子，而具有一定的内部结构。中子是由3个更深层次的粒子——夸克构成的。
用途
测到太阳微中子
本段中子是研究核反应很好的轰击粒子，由于它不带电，即使能量很低，也能引起核反应（见中子核反应）。中子还在核裂变反应中起重要作用。电中性的中子不能产生直接的电离作用，无法直接探测，只能通过它与核反应的次级效应来探测。
根据微观粒子的波粒二象性，中子具有波动性，慢中子的波长约10
中子是不带电的基本粒子，静止质量为1.675×10^-
①1932年英国物理学家查德威克在做了用α粒子轰击铍的实验中发现了中子。
②单独存在的中子是不稳定的，平均寿命约为16分，它将衰变成质子、电子和反中微子ν。
③原子核由中子和质子组成，原子核内的中子是稳定的。
④由于中子不带电，所以容易打进原子核内，引起各种核反应。
⑤中子的自旋量子数为1／2。
⑥中子包含两个具有 -1/3 电荷的下夸克和一个具有 +2/3 电荷的上夸克，其总电荷为零。
中子与中子弹
有的读者看到这里也许会问：中子弹是一种什么武器？它与核武器有什么不同？
原子弹和氢弹，我们大家都很熟悉了，原子弹、氢弹、中子弹是核武器家族中的3个重要成员。为了了解中子弹，我们有必要了解一下什么叫“中子”。
中子是构成物质原子核的基本粒子之一，它的质量与质子相同。中子不带电，从原子核分裂出来的中子很容易进入原子核，人们利用中子的这个特性，用它轰击原子核来引出核子反应。这就是中子弹。中子弹在爆炸释放大量的高能中子，是以高能中子辐射为主主要杀伤的小型氢弹。
我们知道，每一种武器都具有核辐射、冲击波、光辐射等杀伤力，中子弹也有核武器的这些特性，但是中子弹的杀伤特性主要不是在这些方面，中子弹主要是靠中子的辐射起到杀伤作用，它可以在有效的范围内杀伤坦克装甲车辆或建筑内的人员。如果有一个100吨TNT（即黄色炸药）当量的中子弹，在距离爆炸中心
中子弹是什么时候诞生的呢？它诞生于50年代，是由美国加州大学的一个实验室开发而成的。随后，掌握了核武器的国家纷纷开始研制中子弹。1981年，卡特总统批准了中子弹的生产计划。里根总统上台后，下令生产“长矛”导弹的中子弹头和可以用榴弹炮发射的中子弹头。美军现在已经有了
中子弹可以用飞机、导弹、榴弹炮来发射。美、英、法、俄的许多战斗机经过改装都可以发射带有中子弹头的对地导弹。
目前世界上有哪些国家具备了生产中子弹的能力呢？可以毫不夸张地说，凡是拥有氢弹的国家，都具备了生产中原子弹的能力。
中子核反应
中子核反应
neutron induced nuclear reaction
中子同原子核相互作用引起的核反应。中子的重要特征是不带电，不存在库仑势垒的阻挡，这就使得几乎任何能量的中子同任何核素都能发生反应，在实际应用中，低能中子的反应起更重要的作用。
中子核反应主要有：① 中子裂变反应。某些重核如235U俘获中子发生裂变，记作（n，f），裂变同时还放出2～3个瞬发中子，并释放很大的裂变能，这种中子的增殖可使裂变反应持续不断进行，形成裂变链式反应，这是获取核能的重要途径。②中子辐射俘获。中子被核俘获后形成复合核，然后通过放出一个或多个γ光子退激，记作（ n，γ ）研究γ射线的能谱可以得到复合核能级结构、辐射过程性质的信息，（ n，γ ）反应对一切稳定核都是重要的，甚至中子能量很低时也能发生，（n，γ） 反应还是生产核燃料 、超铀元素等的重要反应 。 此外 ，还有中子的弹性散射和非弹性散射；中子被核吸收可放出 2个、3 个…中子的（ n，2n ），（ n ，3n）…反应；发射带电粒子的（n，X）反应以及吸收中子不放出中子的中子吸收等等。
中子核反应在研究核结构和核反应机制及核能利用中占重要地位。
四中子
“四中子”又称为“零号元素”。
法国里昂的科学家发现一种只有四个中子构成的粒子,这种粒子被称为"四中子",也有人称之为"零号元素"。它与天体中的中子星构成类似。
它的特性为:
1.该微粒不显电性
2.它与普通中子互称为同位素
四年前，法国一部粒子加速器上发现了六个不可能存在的粒子，它们拥有四个违背物理法则被捆绑在一起的中子，被称为“四中子”。
法国科学家米格尔·马克和他的同事们正在准备利用加内尔加速器再进行一次试验，如果他们成功的话，这些核团簇将迫使我们对原子核之间的结合力量进行重新考虑。在上一次试验中，研究小组向一个小型碳目标发射铍原子，对射入四周粒子探测器的残片进行分析，想要找到击中探测器的四个分离中子。结果他们仅在一个探测器中找到了射线的痕迹，证据表明有四个中子进入了探测器。当然，他们的发现可能是个巧合，四个中子只是在同一时间击中了同一地方，但这在理论上是完全不可能的。
很多人都会认为，四中子是无稽之谈，因为按照标准的粒子物理模式，四中子是不可能存在的。根据保利排他理论，即使是两个质子或中子都是无法在同一系统中拥有相同量子属性的。事实上，核力再强也无法将两个中子结合在一起，更不用说四个了。马克的小组对他们看到的结果非常迷惑，在自己的研究报告中都没敢写出相关数据。
还有很多更为有力的证据说明四中子的存在值得怀疑，如果你修改物理法则允许四中子存在的话，这个世界将变成另外一个样子：大爆炸后各种元素的形成将不会按照我们现在看到的样子进行，更糟的是，这些元素会迅速变重，超出宇宙所能承受的范围，或许宇宙会在扩张成形之前就提前崩溃了。然而，这种推断也存在漏洞，现有的理论的确支持四中子的存在，虽然只是一种随机的短命粒子。有科学家指出，四个中子同时击中探测器的可能性是存在的，另外中子星的存在也支持了多中子物质的理论，这些星体中有大量的中子结合在一起，说明宇宙中存在一种无法解释的力量实现了它们的相聚。
中子星
1932年发现中子后不久﹐朗道就提出可能有由中子组成的致密星。1934年巴德和兹威基也分别提出了中子星的概念﹐而且指出中子星可能产生于超新星爆发。1939年奥本海默和沃尔科夫通过计算建立了第一个中子星的模型。 中子星是处于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不过能够形成中子星的恒星，其质量更大罢了。根据科学家的计算，当老年恒星的质量大于十个太阳的质量时，它就有可能最后变为一颗中子星，而质量小于十个太阳的恒星往往只能变化为一颗白矮星。
中子星又称为脉冲星。脉冲星，就是变星的一种。脉冲星是在1967年首次被发现的。当时，还是一名女研究生的贝尔，发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。经过仔细分析，科学家认为这是一种未知的天体。因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号，人们就把它命名为脉冲星。
脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始，人们对此很困惑，甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。据说，第一颗脉冲星就曾被叫做“小绿人一号”。
经过几位天文学家一年的努力，终于证实，脉冲星就是正在快速自转的中子星。而且，正是由于它的快速自转而发出射电脉冲。
反中子
中子的反粒子。它是1956年发现的。它的磁矩对于其自旋是反号的。反中子与核子相碰可湮没为π介子。
正电子的发现证实了狄拉克反粒子理论，一些理论物理学家开始认真对待这一理论。1934年泡利与克拉夫证明，即使不能形成稳定的负能粒子海，也会有相应的反粒子存在。于是人们就开始寻找其他粒子的反粒子。
早在1928年，狄拉克便预言了反质子的存在，但证实它的存在却花了20多年的时间。根据狄拉克的理论，反质子的质量与质子相同，所带电荷相反，质子与反质子成对出现或湮没，用两个普通的质子碰撞便可获得反质子，但反质子的产生阈能为6.8GeV。1954年，在加利福尼亚大学的劳伦斯辐射实验室，建成了64亿电子伏的质子同步稳相加速器，这为寻找反粒子提供了条件。1955年，张伯伦和塞格雷用上述加速器证实了前一年人们所观测的反质子的存在。由于反质子出现的机会极少，大约每1000亿高能质子的碰撞，才能产生数量很少的反质子，因而证实反质子的存在极为困难。1955年他们这个实验小组测到60个反质子。由于偶然符合本底不大，记数系统虽不算好，但较为可信。
不久他们又发现反中子。尽管高能粒子打靶时也能产生反中子，但是由于反中子不带电，更难从其他粒子中鉴别出来。他们是利用反质子与原子核碰撞，反质子把自己的负电荷交给质子，或由质子处取得正电荷，这样，质子变成了中子，而反质子则变成了反中子。
粒子
【粒子简介】
particle
能够以自由状态存在的最小物质组分。最早发现的粒子是电子和质子，1932年又发现中子，确认原子由电子、质子和中子组成，它们比起原子来是更为基本的物质组分，于是称之为基本粒子。以后这类粒子发现越来越多，累计已超过几百种，且还有不断增多的趋势；此外这些粒子中有些粒子迄今的实验尚未发现其有内部结构，有些粒子实验显示具有明显的内部结构。看来这些粒子并不属于同一层次，因此基本粒子一词已成为历史，如今统称之为粒子。需要说明的是，粒子并不是像中子、质子等实际存在的具体的物质，而是它们的统称，是一种模型理念。就好比说“动物”，有狮子、老虎等，但并没有“动物”这种生物，所以“动物”一词是一个统称，“粒子”也一样。
粒子之间存在着相互作用，有强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用，其中引力相互作用非常弱，可以忽略。通过这些相互作用，产生新粒子或发生粒子衰变等粒子转化现象。按照参与相互作用的性质将粒子分成以下几类：①规范粒子。即传递相互作用的媒介粒子，已发现的有传递电磁作用的光子和传递弱作用的W±、Z0粒子。②轻子。不直接参与强作用可直接参与电磁作用和弱作用的粒子，已发现的有电子、μ子、τ子和相伴的电子中微子ve、μ子中微子、τ子中微子及它们的反粒子共12种。③强子。直接参与强作用，也参与电磁作用和弱作用的粒子。其中自旋为整数的强子称为介子，自旋为半整数的强子称为重子。强子的数目众多，其中大部分是通过强作用衰变的粒子，其寿命极短，是不稳定的粒子，也称为共振态。
各种粒子分别有各自的内禀性质，有粒子的质量m（静质量，以能量表示）、寿命τ（平均寿命，指静止系的平均寿命）、电荷Q（以质子的电荷为单位）、自旋J（以为单位）、宇称P、同位旋I、同位旋第3分量I3、重子数B、轻子数Le、、Lr、奇异数S、粲数C 、底数d等等。下面给出部分稳定粒子及其性质一览表
在现有实验的精度下，轻子的行为类似点粒子，没有显示出具有内部结构，而强子显示是复合粒子，具有一定的结构。按照现代粒子物理的观点，介子由一对正反夸克构成，重子由3个夸克构成，轻子和夸克属于同一层次。
【基本粒子】
elementary particles
基本粒子简介
构成一切物质实体的基本成分；也指量子理论中有基本力的粒子。
严格地说，基本粒子是不能再分解为任何组成部分的粒子。在这一定义下，只有夸克和轻子两族基本粒子。但是，虽然质子和中子由夸克组成，这两类重子都不可能分解为它们的夸克成分，因为独立的夸克是不能存在的。所以，尽管质子和中子以及其他重子由夸克组成，它们常被看成是基本粒子。
电子的发现
直到19世纪末，原子一直被认为是物质的基本建筑砌块。后来，英国粒子物理学先驱、剑桥卡文迪什实验室的约瑟夫·约翰·汤姆逊(Joseph John Thomson，1856—1944)，发现原子产生的一种辐射能够用原子自身分裂出来的带电微粒流来解释，现在知道这种带电微粒就是电子。
原子核的研究
既然电子带负电荷，而原子呈电中性，很明显，原子内部必然有另外的带正电荷的粒子，以抵消电子的负电荷。20世纪初叶，工作于曼彻斯特的新西兰裔物理学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford，1871—1937) (后来继汤姆孙任卡文迪什实验室主任)证明，这一正电荷与原子的大部分质量一起，都集中在很小的中心核内。
起初人们认为，原子核是电子与荷正电的质子的混合物。到了1932年，也在卡文迪什实验室工作的詹姆斯·查特威克(James Chadwick，1891—1937)才发现了不带电的质量几乎与质子一样的中子。于是原子核被解释成由强核相互作用，或强力，维持在一起的质子和中子的集合。
那时，这三种粒子——电子、质子和中子——似乎是构成一切物质的仅有基本粒子，但宇宙线研究和粒子加速器中高能粒子束互相轰击的实验却表明，还存在其他类型‘亚原子’粒子；不过这些‘新’粒子是不稳定的，它们将迅速‘衰变’成其他粒子簇射，以我们熟悉的电子、质子和中子告终。
重要的是应该懂得，这些新粒子根本不是存在于粒子加速器中互相轰击的粒子(如质子)的‘内部’；它们是从注入加速器的能量中，按照爱因斯坦的公式 (或者，在所讨论的情况下，更恰当的是)创造出来的。
然而，在它们的短暂寿命期间，它们是具备质量和电荷等特征的真正粒子。这样的粒子，应该曾经在大爆炸的高能条件下大量出现。
介子的研究
物理学家不知道如何将这些粒子纳入一个圆满的物理理论，他们试图解释这些粒子之间基本力的作用方式。他们这样做时，仿效光子携有带电粒子之间的电磁力，想借助另一类携带着力的粒子——介子。但介子又是用什么东西制造的呢？
夸克理论
有一段时期，局面极其混乱。但1960和1970年代发展的夸克理论使局面趋于明朗。夸克理论认为，所有已知粒子可以分成两族。一族由夸克组成，能够‘感知’只在夸克之间起作用的强力，叫做强子。另一族叫做轻子，它们不能感知强力，但参与以所谓的弱力做媒介的相互作用(或称弱相互作用)，比如，放射衰变(包括β衰变)过程就是弱相互作用引起的。强子既能参与强相互作用，也能感知弱力。
轻子是名副其实的基本粒子，它们不由任何别的东西构成。典范的轻子就是电子，电子与另一种叫做中微子(严格说应是电子中微子)的轻子相伴生。当电子参与放射衰变这类过程时，总有中微子卷人。
由于一些无人知晓的原因，这一基本图像已经复制了两次，产生了三‘代’轻子。除电子本身外，还有比较重的叫做μ介子，它们除了比电子重207倍外，完全像是电子；还有一种甚至更重的粒子叫做τ粒子，它的质量接近质子的两倍。这两种重电子各有其自己的中微子，所以轻子族有六种(三对)粒子。虽然μ介子和τ粒子都能在粒子加速器中用能量制造或从宇宙线产生，但它们很快衰变，转化成电子或中微子。
强子族本身又再分为两类。由三个夸克构成的粒子叫做重子，就是我们常说的‘物质’粒子，包括质子和中子(重子和轻子都是费米子族的成员，费米子实际上是普通物质粒子的别称)。由成对的夸克构成的粒子叫做介子，它们是携带基本力的粒子，尽管还有其他的介子(这些力的载体和其他介子又称为玻色子)。
只需要两种夸克(它们的名字很怪，叫做‘上’夸克和‘下’夸克)就能解释质子和中子的结构。一个质子由通过强力维持在一起的两个上夸克和一个下夸克构成，而一个中子由通过强力维持在一起的两个下夸克和一个上夸克构成。
力本身可视为胶子的交换，而胶子本身又由夸克对组成，因而是介子。
正如轻子族复制了三代，夸克族也如此。虽然只需要两种夸克来解释质子和中子的本质，但复制的两代夸克却一代比一代重，其中一代叫做‘奇’夸克和‘粲’夸克，最重的一代叫做‘底’夸克和‘顶’夸克。和重轻子一样，这些粒子能够在高能实验中产生(因而大爆炸时必定大量存在过)，但迅速衰变成它们的较轻对应物。虽然不可能分离出单个夸克，但粒子加速器实验已经提供了夸克族所有这六个成员存在的直接证据；最后一种(顶)夸克是芝加哥费密实验室的科学家于2007年找到的。
对夸克的质量和其他性质的研究表明，不可能有更多代的夸克，只能有三族夸克和三族轻子。幸而标准大爆炸模型也认为不可能存在多于三代的粒子；不然的话，极早期宇宙中额外中微子造成的压力应该驱动宇宙过快地膨胀，从而使留存下来的氦含量与极年老恒星的观测结果不符(见αβγ理论、核合成)。这是最美妙的证据之一，表明粒子物理学和宇宙学两者的标准模型对宇宙行为的描述，都同基本真理相去不远。
但是，除了大爆炸的最早片刻之外，第二和第三代粒子在宇宙的演化或其内容物的行为中基本不起作用。我们在宇宙中看到的每样东西都能用两种夸克(上和下)和两种轻子(电子和电子中微子)加以说明；确实，由于单个的夸克不能独立存在，我们看到的每样东西的行为，仍然能够用1932年就已经知道的电子、中子和质子再加上电子中微子，以及四种基本力，相当准确地予以近似说明。
结语
宇宙中的东西大概比我们看到的要多；观测和理论两方面都有理由认为，宇宙中的暗物质比亮物质要多得多。暗物质的很大部分可能是既非强子、亦非轻子的粒子。不过这是另外的话题了。
量子
量子：震动的微粒子的解说——量子论
量子一词来自拉丁语quantus，意为“多少”，代表“相当数量的某事”。在物理学中常用到量子的概念，量子是一个不可分割的基本个体。例如，一个“光的量子”是光的单位。而量子力学、量子光学等等更成为不同的专业研究领域。
其基本概念是所有的有形性质也许是"可量子化的"。"量子化" 指其物理量的数值会是一些特定的数值，而不是任意值。例如，
在(休息状态)的原子中，电子的能量是可量子化的。这能决定原子的稳定和一般问题。
在20世纪的前半期，出现了新的概念。许多物理学家将量子力学视为了解和描述自然的的基本理论。
历史
量子物理是根据量子化的物理分支,在1900年以理论来建立。由于马克斯·普朗克(M. Planck)释所谓的黑体辐射。他的工作根本上合并了量子化用同样方式,到了今天它仍被使用。但他严重地冲击了古典物理学，需要了另外30年的研究,就是在量子论未确立之前。直到现在一些主张仍然不能被充分地了解。这里有很多需要学习的地方。包括科学的本质是怎么出现。
不光是普朗克对这个新概念感到困扰。当时德国物理社会中黑体研究成为焦点。在10月、11月和12月会议前夕，对他的科学同事报告公开他的新想法。就这样谨慎的实验学家(包括F. Paschen，O.R. Lummer，E. Pringsheim，H.L. Rubens，和F. Kurlbaum)和一位理论家迎接最巨大的科学革命。
黑体辐射量子方程
当物体被加热,它以电磁波的形式散发红外线辐射。这是了解清楚和明白最明显的重要性。当物体变得炽热，红色波长部分开始变得可见。但是大多数热辐射仍然是红外线,除非直到物体变得像太阳的表面一样热。这是当时的实验室内不能够达成的而且只可以量度部分黑体光谱。
黑体辐射量子方程是量子力学的第一部分。在
能量 E、辐射频率 f 及温度 T 可以被写成：
E=hf/(e^(hf/κT)-1)
h 是普朗克常数及 k 是玻尔兹曼常数。两者都是物理学中的基础。基础能量的量子是 hf。可是这个单位正常之下不存在并不需要量子化。
量子力学的诞生
从实验中普郎克推算到h 及 k的数值。因此他在
量子力学诠释：霍金膜上的四维量子论
类似10维或11维的“弦论”＝振动的弦、震荡中的象弦一样的微小物体。
霍金膜上四维世界的量子理论的近代诠释（邓宇等，80年代）：
振动的量子（波动的量子＝量子鬼波）＝平动微粒子的振动；振动的微粒子；震荡中的象量子（粒子）一样的微小物体。
波动量子＝量子的波动＝微粒子的平动+振动
＝平动+振动
＝矢量和
量子鬼波的DENG'S诠释：微粒子（量子）平动与振动的矢量和
粒子波、量子波＝粒子的震荡（平动粒子的震动）
“波”和“粒子”统一的数学关系
振动粒子的量子论诠释
物质的粒子性由能量 E 和动量 p 刻划，波的特征则由电磁波频率 ν 和其波长 λ 表达，这两组物理量的比例因子由普朗克常数 h（h=6.626*10^-34J·s）所联系。
E=hv , E=mc^2 联立两式，得：m=hv/c^2(这是光子的相对论质量，由于光子无法静止，因此光子无静质量）而p=mc
则p=hv/c（p 为动量）
粒子波的一维平面波的偏微分波动方程,其一般形式为
ξ/x=(1/u)(ξ/t) 5
三维空间中传播的平面粒子波的经典波动方程为
ξ/x+ξ/y+ξ/z=(1/u)(ξ/t) 6
波动方程实际是经典粒子物理和波动物理的统一体,是运动学与波动学的统一.波动学是运动学的一部分,是运动学的延伸,即平动与振动的矢量和.对象不同,一个是连续介质,一个是定域的粒子,都可以具有波动性.（邓宇等，80年代）
经典波动方程1,1'式或4--6式中的u,隐含着不连续的量子关系E=hυ和德布罗意关系λ=h/p,由于u=υλ，故可在u=υλ的右边乘以含普朗克常数h的因子(h/h),就得到
u＝(υh)(λ/h)
=E/p
邓关系u＝E/p，使经典物理与量子物理,连续与不连续(定域)之间产生了联系,得到统一.
2.粒子的波动与德布罗意物质波的统一
德布罗意关系λ=h/p,和量子关系E=hυ(及薛定谔方程)这两个关系式实际表示的是波性与粒子性的统一关系, 而不是粒性与波性的两分.德布罗意物质波是粒波一体的真物质粒子,光子,电子等的波动.
夸克
夸克简介
（一个质子和一个反质子在高能下碰撞，产生了一对几乎自由的夸克。）
1964年，美国物理学家默里·盖尔曼和G.茨威格各自独立提出了中子、质子这一类强子是由更基本的单元——Quark组成的。它们具有分数电荷，是基本电量的2/3或-1/3倍，自旋为1/2。【夸克一词是盖尔曼取自詹姆斯·乔埃斯的小说《芬尼根彻夜祭》的词句“为马克检阅者王，三声夸克（Three quarks for Muster Mark）”。夸克在该书中具有多种含义，其中之一是一种海鸟的叫声。他认为，这适合他最初认为“基本粒子不基本、基本电荷非整数”的奇特想法，同时他也指出这只是一个笑话，这是对矫饰的科学语言的反抗。另外，也可能是出于他对鸟类的喜爱。】
夸克是什么？
1、所有的重子都是由三个夸克组成的，反重子则是由三个相应的反夸克组成的，比如质子，中子。质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子是由两个下夸克和一个上夸克组成。
6种夸克
性质
它们具有分数电荷，是电子电量的2/3或-1/3倍，自旋为1/2或-1/2。最初解释强相互作用粒子的理论需要三种夸克，叫做夸克的三种味，它们分别是上夸克(up,u)、下夸克(down,d)和奇夸克[1](strange,s)。1974年发现了J/ψ粒子，要求引入第四种夸克粲夸克(魅夸克)(charm,c)。1977年发现了Υ粒子，要求引入第五种夸克底夸克(bottom,b)。1994年发现第六种夸克顶夸克(top,t)，人们相信这是最后一种夸克。夸克理论认为，所有的重子都是由三个夸克组成的，比如质子（uud），中子（udd）；反重子则是由三个相应的反夸克组成的。夸克理论还预言了存在一种由三个奇异夸克组成的粒子（sss），这种粒子于1964年在氢气泡室中观测到，叫做负ω粒子。顶、底、奇、魅夸克由于质量太大（参见下表），很短的时间内就会衰变成上夸克或下夸克。夸克按其特性分为三代，如下表所示：
世代 自旋 特色 中英文名称 符号带电量 / e 质量 / MeV.c-2
1 + 1/2 Iz=+1/2 上夸克（Up quark） u + 2/3 1.5 to 4.0
1 1/2 Iz=1/2 下夸克（Down quark） d 1/3 4 to 8
2 1/2 S=1 奇异夸克（Strange quark） s 1/3 80 to 130
2 + 1/2 C=1 魅夸克（Charm quark） c + 2/3 1150 to 1350
3 1/2 B′=1 底（美）夸克（Bottom quark） b 1/3 4100 to 4400
3 + 1/2 T=1 顶（真）夸克（Top quark） t + 2/3 171400 ± 2100
中国的部分物理学家称夸克为层子，因为他们认为：即使层子也不是物质的始元，也只不过是物质结构无穷层次中的一个层次而已。
在量子色动力学中，夸克除了具有“味”的特性外，还具有三种“色”的特性，分别是红、绿和蓝。这里“色”并非指夸克真的具有颜色，而是借“色”这一词形象地比喻夸克本身的一种物理属性。量子色动力学认为，一般物质是没有“色”的，组成重子的三种夸克的“颜色”分别为红、绿和蓝，因此叠加在一起就成了无色的。因此计入6种味和3种色的属性，共有18种夸克，另有它们对应的18种反夸克。
夸克理论还认为，介子是由同色的一个夸克和一个反夸克组成的束缚态。例如，日本物理学家汤川秀树预言的[[π+介子]]是由一个上夸克和一个反下夸克组成的，π-介子则是由一个反上夸克和一个下夸克组成的，它们都是无色的。
除顶夸克外的五种夸克已经通过实验发现它们的存在，华裔科学家丁肇中便因发现魅夸克（又叫J粒子）而获诺贝尔物理学奖。近十年来高能粒子物理学家的主攻方向之一是顶夸克 (t)。
至于1994年最新发现的第六种“顶夸克”，相信是最后一种，它的发现令科学家得出有关夸克子的完整图像，有助研究在宇宙大爆炸之初少于一秒之内宇宙如何演化，因为大爆炸最初产生的高热，会产生顶夸粒子。
研究显示，有些恒星在演化末期可能会变成“夸克星”。当星体抵受不住自身的万有引力不断收缩时，密度大增会把夸克挤出来，最终一个太阳大小的星体可能会萎缩到只有七、八公里那么大，但仍会发光。
夸克理论认为，夸克都是被囚禁在粒子内部的，不存在单独的夸克。一些人据此提出反对意见，认为夸克不是真实存在的。然而夸克理论做出的几乎所有预言都与实验测量符合的很好，因此大部分研究者相信夸克理论是正确的。
1997年，俄国物理学家戴阿科诺夫等人预测，存在一种由五个夸克组成的粒子，质量比氢原子大50％。2001年，日本物理学家在SP环－8加速器上用伽马射线轰击一片塑料时，发现了五夸克粒子存在的证据。随后得到了美国托马斯·杰裴逊国家加速器实验室和莫斯科理论和实验物理研究所的物理学家们的证实。这种五夸克粒子是由2个上夸克、2个下夸克和一个反奇异夸克组成的，它并不违背粒子物理的标准模型。这是第一次发现多于3个夸克组成的粒子。研究人员认为，这种粒子可能仅是“五夸克”粒子家族中第一个被发现的成员，还有可能存在由4个或6个夸克组成的粒子。
陆陆续续地，共有九个实验群组宣称发现了penta-quark的证据。但是在其它较高能的实验组及其数据中，包括使用轻子对撞器如德国 DESY 的 ZEUS 实验，以及日本 KEK 的 Belle 与美国 SLAC 的 BaBar 两大 B介子工厂实验、以及使用强子对撞器的美国 费米实验室中的 CDF 与 D 实验，都没有观测到应该存在的证据。因此，所谓的五夸克粒子(penta-quark)存在与否，还是一个极具争论性的话题。同时，春天八号也计划将会再提升其效能，以比目前强10倍的辐射光，获取更大量的实验数据，来进行统计上的确认。
现在人类只是大胆假设、科学求证，夸克是为了解释一些目前人类无法解释的现象而提出的可能存在的假设，但人类一直没找到夸克存在的直接证据。
这位科学家如此否认夸克当然也不对,像那句“如果夸克真的存在早就应该找到了”显然是谬论，就等于说“如果癌症真的存在早就应该治好了”一样。
总之科学来不得半点虚假与情绪化。夸克不能直接证明它存在，也不能证明（哪怕间接）它不存在，它目前只是种假设。
夸克的发现
19世纪接近尾声的时候，玛丽·居里打开了原子的大门，证明原子不是物质的最小粒子。很快科学家就发现了两种亚原子粒子：电子和质子。1932年，詹姆斯·查德威克发现了中子，这次科学家们又认为发现了最小粒子。
20世纪30年代中期发明了粒子加速器，科学家们能够把中子打碎成质子，把质子打碎成为更重的核子，观察碰撞到底能产生什么。20世纪50年代，唐纳德·格拉泽（Donald Glaser）发明了“气泡室”，将亚原子粒子加速到接近光速，然后抛出这个充满氢气的低压气泡室。这些粒子碰撞到质子（氢原子核）后，质子分裂为一群陌生的新粒子。这些粒子从碰撞点扩散时，都会留下一个极其微小的气泡，暴露了它们的踪迹。科学家无法看到粒子本身，却可以看到这些气泡的踪迹。
气泡室图像上这些细小的轨迹（每条轨迹表明一个此前未知的粒子的短暂存在）多种多样，数量众多，让科学家既惊奇又惑。他们甚至无法猜测这些亚原子粒子究竟是什么。
默里·盖尔曼1929年出生于曼哈顿，是个名副其实的神童。3岁时，他就能心算大数字的乘法；7岁拼单词比赛赢了12岁的孩子；8岁时的智力抵得上大部分大学生。可是，在学校里他感到无聊，坐立不安，还患有急性写作障碍。虽然完成论文和研究项目报告对他而言很简单，他却很少能完成。
尽管如此，他还是顺利地从耶鲁大学本科毕业，先后在麻省理工学院、芝加哥大学（为费米）工作，在普林斯顿大学（为奥本海默）工作。24岁时，他决定集中精力研究气泡室图像里的奇怪粒子。通过气泡室图像，科学家可以估测每个粒子的大小、电荷、运动方向和速度，但是却无法确定它们的身份。到1958年，有近100个名字被用来鉴别和描述这些探测到的新粒子。
默里·盖尔曼认为，如果应用关于自然的几种基本概念，就可能会弄清楚这些粒子。他先假定自然是简单、对称的。他还假定像所有其他自然界中的物质和力一样，这些亚原子粒子是守恒的（即质量、能量和电荷在碰撞中没有丢失，而是保存了下来）。
用这些理论作指导，盖尔曼开始对质子分裂时的反应进行分类和简化处理。他创造了一种新的测量方法，称为“奇异性（strangness）”。这个词是他从量子物理学引入的。奇异性可以测量到每个粒子的量子态。他还假设奇异性在每次反应中都被保存了下来。
盖尔曼发现自己可以建立起质子分裂或者合成的简单反应模式。但是有几个模式似乎并不遵循守恒定律。之后他意识到如果质子和中子不是固态物质，而是由3个更小的粒子构成，那么他就可以使所有的碰撞反应都遵循简单的守恒定律了。
经过两年的努力，盖尔曼证明了这些更小的粒子肯定存在于质子和中子中。他将之命名为“k-works”，后来缩写为“kworks”。之后不久，他在詹姆斯·乔伊斯（James Joyce）的作品中读到一句“三声夸克（three quarks）”，于是将这种新粒子更名为夸克（quark）。
美国麻省理工学院(MIT)的杰罗姆·弗里德曼(Jerome Friedman)、享利·肯德尔(Henry kendall)和斯坦福直线加速器中心(SLAC)的理查德·泰勒(RichardTaylor)，因1967年至1973年期间在斯坦福(Stanford)利用当时最先进的
加拿大人泰勒于1950年获得理学学士学位，1652年获得硕士学位，1962年在斯坦福获得博士学位，1968年成为斯坦福直线加速器中心的副教授，1970年提升为教授．美国人弗里德曼于1950年在芝加哥大学获得学士学位，1953年获得硕士学位，1956年获得博士学位，1960年他以副教授的身份来到麻省理工学院，1967年升为教授，1983—1988年任该院物理系主任．美国人肯德尔于1950年从阿姆海斯特学院获得学士学位，1954年在麻省理工学院获物理学博士学位，两年后任斯坦福的副教授，1967年在麻省理工学院
斯坦福直线加速器中心所做的实验与卢瑟福(E·Rutherford)所做的验证原子核式模型的实验类似．正象卢瑟福由于大量α粒子的大角度散射现象的观察，预言原子中有核存在一样，斯坦福直线加速器中心由前所未料的大量电子的大角度散射现象，证实核子结构中有点状组分，这种组分现在被理解为夸克．
盖尔曼(M·Gell—Mann)于1964年己预言过夸克的存在，与此同时，加利福尼亚理工学院(Caltech)的茨威格(G·Zweig)也独立地提出了这一预言．在斯坦福直线加速器中心——麻省理工学院所做的实验之前，没有人能拿出令人信服的动力学实验来证实质子和中子中有夸克存在．事实上，在那段时期理论学家对强子理论中夸克所扮演的角色还不清楚．正如乔尔斯考格(C·Jarlskog)在诺贝尔颁奖仪式上向瑞典国王介绍获奖者时所说的那样，“夸克假说不是当时唯一的假说．例如有一个叫‘核民主’的模型，认为没有任何粒子可以被叫做基本单元，所有粒子是同等基本的，是相互构成的．”
1962年斯坦福开始建造大的直线加速器，它的能量为10—20GeV，经过一系列改进后，能量可达到50GeV．两年后，斯坦福直线加速器中心主任潘诺夫斯基(W·Panofsky)得到几个年轻物理学家的支持，这些人在他担任斯坦福高能物理实验室主任时和他共过事，泰勒就是其中一员，并担任了一个实验小组的领导．不久弗里德曼和肯德尔也加入进来，他俩那时是麻省理工学院的教师，他们一直在5GeV的剑桥电子加速器上做电子散射实验，这个加速器是一个回旋加速器，它的容量有限．但是在斯坦福将有20GeV的加速器，它可以产生“绝对强”的射线束、高的电流密度和外部射线束．加利福尼亚理工学院的一个小组也加入合作，他们的主要工作是比较电子——质子散射和正电子——质子散射．这佯，来自斯坦福直线加速器中心、麻省理工学院和加利福尼亚理工学院的科学家组成了一支庞大的研究队伍(这支队伍称作A组)．他们决定建造两个能谱仪，一个是8GeV的大接受度能谱仪，另一个是20GeV的小接受度能谱仪．新设计的能谱仪和早期的能谱仪不同的地方是它们在水平方向用了直线一点聚焦，而不是旧设备的逐点聚焦．这种新设计能够让散射角在水平方向散开，而动量在垂直方向散开．动量的测量可以达到0.1％，散射角的精度可以达到0.3毫弧度．
在那时，物理学的主流认为质子没有点状结构，所以他们预料散射截面将随着q2的增加迅速减小(q是传递给核子的四维动量)．换句话说，他们预想大角度散射将会很少，而实验结果出乎意料的大．在实验中，他们使用了各种理论假设来估算计数率，这些假设中没有一个包括组元粒子．其中一个假设使用了弹性散射中观察到的结构函数，但实验结果和理论计算相差一个到两个数量级．这是一个惊人的发现，人们不知道它意味着什么．世界上没有人(包括夸克的发明人和整个理论界)具体而确切地说：“你们去找夸克，我相信它们在核子里．”在这种情况下，斯坦福直线加速器中心的理论家比约肯(J·Biorken)提出了标定无关性的思想．当他还是斯坦福的研究生时，就和汉德(L·Hand)一起完成了非弹性散射运动学的研究．当比约肯1965年2月回到斯坦福时，由于环境的影响，自然又做起有关电子的课题．他记起1961年在斯坦福学术报告会上听斯格夫(L·Schiff)说过，非弹性散射是研究质子中瞬时电荷分布的方法，这个理论说明了电子非弹性散射怎样给出原子核中中子和质子的动量分布．当时，盖尔曼把流代数引进场论，抛弃了场论中的某些错误而保持了流代数的对易关系．阿德勒(S·Adler)用定域流代数导出了中微子反应的求和规则．比约肯花了两年时间用流代数研究高能电子和中微子散射，以便算出结构函数对整个求和规则的积分，并找出结构函数的形状和大小．结构函数W1和W2一般来说是两个变量的函数．这两个变量是四维动量转移的平方q2和能量转移v，比约肯则认为，结构函数W2仅仅依赖于这些变量的无因次比率ω=2Mv/q2(M表示质子质量)，即vW2=F(ω)，这就是比约肯标度无关性．在得出标度无关性时，他用了许多并行的方法，其中最具有思辩性的是点状结构．流代数的求和规则暗示了点状结构，但并不是非要求点状结构不可．然而比约肯根据这种暗示，结合雷吉极点等其它一些使求和规则收敛的强相互作用概念，自然地得出了结构函数标定无关性．
标定无关性提出后，很多人不相信．正如弗里德曼所说：“这些观点提出来了，我们并不完全确认．他是一个年青人，我们感到他的想法是惊人的．我们预料看不到点状结构，他说的只是一大堆废话．”1967年末和1968年初，关于深度非弹性散射的实验数据已开始积累．当肯德尔把崭新的数据分析拿给比约肯看了以后，比约肯建议用标度无关变量ω来分析这些数据．按照旧方法描出的图，肯德尔说：“数据很散，就象鸡的爪印一样布满坐标纸．按比约肯的方法(vW2对ω)处理数据时，它们就用一种强有力的方式集中起来．我记起当时巴尔末发现他的经验关系时的感受——氢光谱的波长被绝对精确的拟合．”1968年8月，在第十四届国际高能物理会上，弗里德曼报告了第一个结果，潘诺夫斯基作为大会的领导很犹豫地提出了核子点状结构的可能性．
当从20GeV的能谱仪收集到6°和10°散射的数据后，A组就着手用8GeV能谱仪做18°、26°和34°的散射．根据这些数据发现第二个结构函数W1也是单一变量ω的函数，也就是说遵守比约肯标度无关性．所有这些分析结果，直到今天仍然是正确的，即使经过更精确的辐射修正，其结果的差异也不大于1％．从1970年开始，实验者们用中子作了类似的散射实验，在这些实验中，他们交替用氢(质子)和氘(中子)各做一个小时的测量以减小系统误差．
早在1968年，加利福尼亚理工学院的R·费因曼已经想到强子是由更小的“部分子”组成的．同年8月他访问斯坦福直线加速器中心时，看到了非弹性散射的数据和比约肯标度无关性．费因曼认为部分子在高能相对论核
也就是说结构函数与部分子的动量分布是相关的．这是一个简单的动力学模型，又是比约肯观点的另一种说法．费因曼的工作大大刺激了理论工作，几种新的理论出现了．在凯兰(C·Gllan)和格洛斯(D·Gross)得出W1和W2的比率R和部分子自旋紧密相关后，斯坦福直线加速器中心—麻省理工学院
尔曼对夸克的要求，从而淘汰了其它的假设．中子的数据分析清楚地显示出中子产额不同于质子产额，这也进一步否定了其它的理论假设．
一年以后，在欧洲核子研究中心的重液泡室做的中微子非弹性散射，对斯坦福直线加速器中心的实验结果做了有力的扩展．为了考虑夸克之间的电磁相互作用和中微子之间弱流相互作用的区别，把斯坦福直线加速器中心对
与斯坦福直线加速器中心的数据完全符合．后来的μ子深度非弹性散射、电子—正电子碰撞、质子—反质子碰撞、强子喷注都显示了夸克—夸克相互作用．所有这些都强有力地证明了强子的夸克结构．
物理学界接受夸克用了好几年的时间，这主要是由于夸克的点状结构与它们在强子中的强约束的矛盾．正象乔尔斯考格在诺贝尔颁奖仪式上所说的那样，夸克理论不能完全唯一地解释实验结果，获得诺贝尔奖的实验表明质子还包含有电中性的结构，不久发现这就是“胶子”．在质子和其它粒子中胶子把夸克胶合在一起．1973年格洛斯、威耳茨克(F·Wilczek)和鲍里泽尔(H·D·Politzer)独立地发现了非阿贝尔规范场的渐近自由理论．这种理论认为，如果夸克之间的相互作用是由色规范胶子引起的，夸克之间的耦合在短距离内呈对数减弱．这个理论(后来被叫做量子色动力学)很容易地解释了斯坦福直线加速器中心的所有实验结果．另外，渐近自由的反面，远距离耦合强度的增加(叫红外奴役)说明了夸克禁闭的机制．夸克之父，盖尔曼1972年在第十六届国际高能物理会议上说：“理论上并不要求夸克在实验室中是真正可测的，在这一点上象磁单极子那样，它们可以在想象中存在．”总之，斯坦福直线加速器中心的电子非弹性散射实验显示了夸克的点状行为，它是量子色动力学的实验基础．
外部链接
所有粒子
基本粒子
费米子：夸克：u d s c b t 轻子：e- e+ μ- μ+ τ- τ+ νeνμ ? ντ
玻色子：规范玻色子：γ ? g W± ? Z0
合成粒子
强子： 重子/超子/核子：p n Δ ? Λ ? Σ ? Ξ ? Ω ? 介子（列表）/夸克偶素：π ? K ρ ? J/ψ ? Υ
其它： 原子核 原子 奇异原子：电子偶素 分子
假想的基本粒子
超对称粒子：轴子 ? 伴胶子 ? 伴引力子 ? 伴希格斯玻色子 ? 中性微子 ? 标量费米子 ? 标量轻子 ? 标量夸克
其它： 轴子 ? 引力子 ? 希格斯玻色子 ? 迅子 ? XY W' Z'
假想的合成粒子
奇异强子： 奇异重子：五夸克态 奇异介子：胶球 ? 四夸克态
其它：介子分子
准粒子
声子 ? 激子 ? 电浆子 ? 电磁极化子 ? 极子 ? 磁振子
基本粒子和基本交互作用
基本粒子
费米子: 夸克 轻子
玻色子 : 胶子 光子 W 及 Z 玻色子 引力子 *# 希格斯玻色子*
基本相互作用
强相互作用 电磁相互作用 弱相互作用 引力相互作用#
（注：*：尚未发现；#：不在标准模型内)
反物质
反质子、反中子和反电子如果像质子、中子、电子那样结合起来就形成了反原子。由反原子构成的物质就是反物质。当你照镜子时，镜中的那个你如果真的存在，并出现在你面前，会怎么样呢？科学家们已经考虑过这个问题，他们把镜中那个你叫做“反你”。科学家想象很远的地方有个和我们的世界很像的世界，它将是一个由反恒星、反房子、反食物等所有的反物质构成的反世界。反物质正是一般物质的对立面，而一般物质就是构成宇宙的主要部分。
粒子物理中的反物质概念
我们知道，把自然界纷呈多样的宏观物体还原到微观本源，它们都是由质子、中子和电子所组成的。这些粒子因而被称为基本粒子，意指它们是构造世上万物的基本砖块，事实上基本粒子世界并没有这么简单。在30年代初，就有人发现了带正电的电子，这是人们认识反物质的第一步。到了50年代，随着反质子和反中子的发现，人们开始明确地意识到，任何基本粒子都在自然界中有相应的反粒子存在。
电子和反电子的质量相同，但有相反的电荷。质子与反质子也是这样。那么中子与反中子的性质有什么差别？其实粒子实验已证实，粒子与反粒子不仅电荷相反，其他一切可以相反的性质也都相反。这里我们讨论一下重子数的概念。
质子与中子被统称为核子。人们从核现象的研究发现，质子能转化为中子，中子也能转化为质子，但在转化前后，系统的总核子数是不变的。50年代起的粒子实验表明，还有很多种比核子重的粒子，它们与核子也属同一类，这类粒子于是被改称为重子，核子仅是其最轻的代表，一般的规律是：当粒子通过相互作用而发生转化，系统中的重子个数是不会改变的。
由于重子数的守恒性，两个质子相碰是不会产生一个包含三个重子的系统的，那么反核子应当怎么产生？实验表明，反核子总是在碰撞中与核子成对地产生的。例如
p+p → N+N+N+N'+若干 π介子
其中N代表质子或中子，N'代表反质子或反中子。反核子一旦产生，它常很快与周围的某个核子再相碰而成对地湮灭。例如
N+N' → 若干 π介子
按照这种说法推论，在宇宙的某个地方，一定存在着反物质世界。如果反物质世界真的存在的话，那么，它只有不与物质会合才能存在。可
物质与反物质怎样才能不会合？反物质在宇宙何方？这还是待解之迷。
对于比核子更重的重子，情况完全一样。反重子也总是与重子成对地产生，成对地湮灭的。这些经验使人们认识到，重子数的守恒规律需要重新认识。
现在人们把重子数B当作描述粒子性质的一种电荷。正反重子不仅有相反的电荷，而且也有相反的重子数B。令任一个重子都具有重子数B=+1，则任一个反重子都具有B=-1。介子、轻子和规范子等非重子不具有重子数，即它们有B=0。重子数的守恒规律可表述为：任何粒子反应都不会改变系统的总重子数B。这表述既反映了不涉及反粒子时的重子个数不变，也概括了反粒子与粒子的成对产生和湮灭。现在我们容易理解中子和反中子的区别了，它们具有相反的重子数B，因此反中子能与核子相碰导致湮灭，而中子则不能。
此外，人们还类似地发现了轻子数的守恒性。中微子虽不带电，也不具有重子数，但它与反中微子具有相反的轻子数。按轻子数的守恒性，中微子与反中微子的物理行为也是很不一样的，实验还表明，介子数和规范粒子数是不具有守恒性的。这样我们看到，电荷只是粒子的一种属性，另外还有用重子数和轻子数等物理量刻画的其他属性。正反粒子的这些属性也都是相反的。
1928年，英国青年物理学家狄拉克从理论上首次论证了正电子的存在。这种正电子除了电性和电子相反外，一切性质和电子相同。1932年，美国物理学家安德逊在实验室中发现了狄拉克所预言的正电子。1955年，美国物理学家西格雷等人用人工的方法获得了反质子。此后人们逐渐认识到，不仅质子和电子，所有的微观粒子都有各自的反粒子。
这一系列科学成果使人们日渐接近反物质世界。然而问题并不那么简单。首先，在地球上很难发现反物质。因为粒子与反粒子碰到一起，就像冰块遇上火球一样，或者一起消失，或者转变为其他粒子。所以在地球上，反物质一旦碰上其它物质就会被兼并掉。其次，制造反物质相当困难而且耗费巨大，需要如SSC或LHC之类的高科技仪器，并且即使制造出反物质，也难以保存，因为地球上万物都由物质构成。
我们周围的宏观物质主要由重子数为正的质子和中子所组成。因此，这样的物质被称为正物质，由他们的反粒子组成的物质相应地叫反物质。从粒子物理的角度讲，正粒子和反粒子的性质几乎完全对称，那么为什么自然界有大量的正物质，而却几乎没有反物质呢？这正是我们现在要讨论的问题。
从根本上说，反物质就是物质的一种倒转的表现形式。爱因斯坦曾经根据相对论预言过反物质的存在：“对于一个质量为m，所带电荷为e的物质，一定存在一个质量为m，所带电荷为-e的物质（即反物质）”。
宇宙有反物质存在吗？
从哲学角度来讲，这个问题很容易回答。我国古代的太极图似乎也暗示了它的存在，部分天文学家也认为有存在的可能，但现代天文学还拿不出令人信服的证据。否定反物质的人很多，美国宇宙学家施拉姆（Schramm）说：“大多数理论家的直觉，不存在反物质。这意味着如果你找到它，那是一个伟大的发现，证明这些理论家都是错误的。但是最大的可能是，这意味着你找不到它。”
目前，由丁肇中主持的这项研究已有16个国家的科学家参与其中，投入的资金更是高达1000多亿美元。许多科学家表示：只要能发现宇宙反物质的存在，那么这将是当之无愧的诺贝尔奖。该探测器将于2005年发射升空并永久停留在太空，东南大学还将建立一个数据接收分析中心和培训中心作为配套项目。丁肇中认为，如果反物质确实存在，当正物质与反物质碰撞时可以产生巨大的能量。他现在所主持的“寻找宇宙中的暗物质和反物质”的研究已进行多年，目前已取得一些重要成果。“但是，从这一领域发展的历史来看，人们要有思想准备，也许我们会发现意想不到的东西，与原先想研究的东西毫无关系。”丁肇中很慎重地表示。
从拉普拉斯大预言谈起
天体有巨大的引力，在巨大的引力作用下，会发生各类反应，并发光发热。物极必反，拉普拉斯（P?S?Laplace）曾经大胆预言：宇宙中最大的天体有可能是看不见的。当引力随质量增大时，天体会变成一个一无所有的区域，既不发热，也不发光，现在我们称之为“黑洞”（Black Hole）。因此宇宙更多的是由不可见的暗物质或反物质组成，我们肉眼和天文仪器所能“看”到的只是以恒星或以星系形式存在的宇宙结构，这些物质只占宇宙总体的10％，90％的物质是以暗物质或其他结构形式存在。显而易见，对可见物质的巨大引力的存在表明了暗物质或反物质的存在。可是我们用光无法探测到，用红外线、紫外线和X光都无法探觅到它们的足迹。
同样的，对应着现存的星系结构体系，有由相反的反宇宙结构体系存在吗？其实早在1898年，一位英国物理学家就提出：与物质存在一样，有一个镜像对应的反物质存在。受当时科学水平和试验条件的限制，这个反物质概念没有一点事实依据，因此在宇宙深处存在由反物质组成的宇宙恒星云只能属于纯粹意义上的假说。
1997年科学家宣布发现了“银心反物质喷泉”极大地震撼了整个物理学界，使科学家们寻找反物质的热情一下子高涨起来。
宇宙中有反物质天体吗？
粒子实验已证实，正反粒子的强作用和电磁作用性质完全一样，因此反质子和反中子也能结合成带负电的反原子核，反核和反电子结合在一起，就能组成反原子。我们的正物质世界有多少种原子，相应在反物质世界中也能有多少种反原子，而且它们在结构上将是完全没有区别的，延伸起来讲，大量反原子可以构成反物质的恒星和星系。如果宇宙中正反物质为等量，那么这样的反恒星和反星系就应当存在。因此这给天文学家提出了一个深刻的问题：天上有反恒星和反星系吗？
要由观测来分辨远处星系由物质构成或反物质构成并不容易，至今的天文观测只是接收远处天体所放出的光子。原则上，正物质天体若辐射光子，那么同样的反物质天体应当辐射反光子。但是光子是纯中性的粒子，因此光子与反光子是同一种粒子。这样，天文学家通过可见光、射电、X射线或 γ 射线观测，原则上无法区分他的目的物是由物质构成还是由反物质构成。恒星和星系除了辐射光子外，它们还辐射中微子。中微子与反中微子很不一样，如果天文学家能接收中微子，那么他就能区分物质天体与反物质天体。可惜中微子与任何物质的相互作用都很微弱，造一个能接收它们的仪器很困难。今天用这办法来区分物质天体或反物质天体还办不到。那么让我们问：与我们最邻近的太阳或月亮会是由反物质组成吗？
月亮是离我们最近的天体，由地面出发的宇航员已在月球上登陆过。如果月球是由反物质组成的，那么在那位宇航员与月球接触时，湮灭过程早已把他转化为介子了。这是直接证据，表明月亮是正物质天体。至于太阳，那是人类没有可能登陆的地方。那么怎么才能知道它不是由反物质组成的呢？太阳表面的气体很热，其中热运动速度较快的原子的速度已超过了太阳表面的逃逸速度，这就是太阳风的起因，若太阳是反物质恒星，太阳风就由反原子组成，它吹到行星上，就会和行星的正原子相湮灭。于是正物质组成的行星会逐渐消失掉，这种消失过程没有发生，就证明了整个太阳系中没有反物质天体。这样，如果要存在反物质天体，它至少应在太阳系之外。
1979年，美国科学家把一个有60层楼高的巨大气球放到离地面
把眼光放远到整个银河系，要问的是：在这个由千亿个恒星构成的系统中，会有一部分是反恒星吗？今天人们也已能肯定地回答：不会有。我们从地面上能接收到太空中飞行的宇宙射线。观测统计表明，宇宙射线粒子中反质子仅是质子的万分之几，并且这少量的反质子是高能粒子碰撞的次级产物，而不是原始的，此外宇宙射线中有很少的 α 粒子（即氦核），但是反 α 粒子却一个也没有发现过，这些事实说明原初的宇宙射线是由正物质组成的。如果银河系中有反物质恒星，那么宇宙射线粒子将与它碰撞而发生湮灭。湮灭产生的 π 0 介子将很快衰变而成 γ 光子。因此这种湮灭过程是能够通过 γ 射线的观测来发现的。正是没能找到湮灭过程所放出的很有特征性的 γ 光子，使人们知道，银河系中并没有反恒星的存在，整个银河系都是由正物质组成的。
我们的宇宙是由大量星系构成的。若在远处有反物质组成的星系，原则上也能用同样的道理来发现。星系之间并不是真空，而是弥漫着很稀薄的气体。因此，若既有正物质星系又有反物质星系，那么正反物质必会相遇，相遇处必会有湮灭过程发生。人们着意地寻找了相应的 γ 射线，而没有找到过。于是得出结论：在三千万光年的范围内不会有巨大的反物质星系存在。若在更远的地方有这种湮灭发生，由于它的信号太弱而没有被发现是不能排除的。所以上述结论是今天的观测能力所能给出的回答。
在这样的结果面前，人们的看法分成了两种。一种认为宇宙中正反物质应当是等量的，需要的是从更远处去寻找反物质星系存在的证据。另一种认为事实已暗示，宇宙中没有大量的反物质存在，需要的是从宇宙的演化中去寻找造成今天没有反物质的原因。
人类不明白自己，就更不明白宇宙本源的来源，科技如此发达的今天，有太多太多让世人迷茫的不解，佛教讲戒、定，世人不戒自然不可定，不定自然不生慧，无慧又怎么可能知天地万物、宇宙之本源。所以任由科技去如何发展也只是看到的一些表相而以，根本就接触不到事实的真像。何去何从，已当醒悟。
黑洞与反物质通道
根据广义相对论引力场方程推出：宇宙中的黑洞是连接两个分离时空区的隧道，假如反物质世界处于另一时空，那么黑洞就可能是反物质世界的通道。但对于黑洞内部我们仍然一无所知，确切地说，黑洞内部就是一个反物质世界，而远非“黑洞无毛理论”(No Hair Theorem)所说的那么简单。
有人把反物质世界和物质世界关系用一张纸条来加以证明。取一张小纸条，完好地把两头粘连起来，试想，如果有一只蚂蚁在外表爬行，它怎样才能进入另一面呢有两个办法：一是爬过纸带边缘；一是在纸带上打个洞。可是如果我们把纸带的一头旋转180°再粘连上，纸带的两面就变成了一面，蚂蚁只要在纸带上爬行就可以随意地出入纸带内外。如果宇宙是一个整体，我们只要进入黑洞，就可以进入反物质世界。可是至今，我们还从未听人说起曾到黑洞旅游过。
继续寻找反物质的努力
1998年的夏天，美国宇航局把阿尔法磁谱仪送上了太空。它的主要目标之一是寻找宇宙射线中的反原子核。由于我国参与了这项研究，因此新闻媒体曾热心地宣传过它。美国著名华裔科学家丁肇中也正致力于此。
如果相信宇宙中有等量的物质和反物质，那么在三千万光年之外应有大范围的反星系区存在。在那里，原始的宇宙射线应是由反质子和反 α 粒子组成的。那里的部分宇宙射线粒子会飞进我们这个由正物质构成的区域。由于星系际大部分地方很空旷，气体的密度约只有每立方米一个质子的质量。因此反原子核可自由地飞行很长的距离。这样，放置在地球大气层之外的磁谱仪就能接收到它。这就是阿尔法磁谱仪计划的基本想法。
上面已提到，实际测到的并不只是原始的射线粒子，它也包含由中途碰撞产生的次级粒子。因此当我们从宇宙射线中发现了反质子，它并不说明远处一定有反物质天体区存在。这些反质子完全可能是次级产生的。反原子核就不一样。它是由若干个反核子结合而成的复合体，所以不可能是碰撞产生的次级粒子。因此，如果能从宇宙射线中观测到那怕只有一个反 α 粒子，它将是有力的证据，表明远处有反物质天体存在。阿尔法磁谱仪能同时准确地测定飞入仪器的粒子的质量和电荷。当太空中有反 α 粒子飞入磁谱仪，它是容易被分辨出来的。这正是设计者所期望的事。现在阿尔法磁谱仪升空已有一年了，它接收到的信息正在陆续送回，其结果无疑非常令人关注。
若阿尔法磁谱仪的观测证实了远处有巨大的反物质区存在，那它肯定是一个里程碑式的成果。它的意义远不仅是证实了宇宙中有反物质天体，更重要的是它对物理学提出了严峻的挑战。在早期宇宙中，正反粒子必是混合的。按现有的物理理论，没有一种己知的作用力能使它们发生大范围的分离。因此，如果观测证实远处确有已被分离出去的大量反物质，物理学将需要突破性的变化。
新华网消息 宇宙中果真存在神秘的反物质，它们在哪里？记者昨天从中科院高能物理所了解到，为解开这个世纪之谜，中国和意大利在西藏海拔
据高能物理所天体宇宙实验室研究员
据了解，中国和日本科学家早在十年前已在羊八井地区设置了分散的外观如蜂箱的粒子探测器，开展了宇宙射线的研究。先后接收到了正电子、μ子、л介子等高能粒子。而改建新的“地毯”式探测阵列，除了面积更大，还由于它是由玻璃板一样的方形平板组成，可以像铺地毯一样拼接而几乎没有缝隙，弥补了过去间距过大，丢失信息的缺点。
目前，容纳粒子探测陈列的
正反物质的不对称疑难
在多数理论家看来，宇宙中正反物质的大尺度分离是不可能发生的。因此，三千万光年的范围内没有反物质天体，已说明宇宙中大块的反物质是不存在的。但是理论家也相信，极早期宇宙中正反物质应当等量。这样，需要做的事是寻找物理机理，来说明宇宙如何才能从正反物质等量的状态过渡到正物质为主的状态。这里，理论家也遇到了非常尖锐的困难。
按照大爆炸理论，甚早期宇宙介质的温度非常高。粒子间的热碰撞会成对地产生任何基本粒子。当粒子的成对湮灭与成对产生达到统计平衡，宇宙介质就是一切基本粒子构成的混合气体，且任一种稳定或不稳定的粒子都有接近相等的数密度。至于重子和反重子的数目是否严格相等，这不是由物理规律决定，而是由初条件决定的。
在理论家看来，在最初的宇宙中正反粒子应当等量才自然。但是易于看出，若这想法是对的，重子的守恒性立即会给出与事实明显不符的推论。当宇宙的膨胀使气体温度降至10 ^13 K以下，由于粒子的热动能已不够，热碰撞成对产生重子已不可能。于是湮灭过程将使正反重子的数目同时迅速下降。最终，宇宙中将既没有重子，也没有反重子。这显然不是真实宇宙的情景。事实上，今天宇宙中光子的数目最多．重子的数目是它的十万万分之一左右，反重子的数目很可能还要低许多量级。如果重子数B的守恒性是严格的物理规律，要宇宙从正反重子等量的状态演化成今天这样的状态是不可能的。然后，理论家又不能相信在原始的宇宙中重子就会多于反重子，那么问题的出路在哪儿？
重子数B的守恒性肯定是严格成立的物理规律吗？至今难以计数的粒子实验确实没有发现过一个破坏重子数守恒的事例，但是这并不说明它一定是严格的规律。回顾一下化学的发展可作借鉴。化学反应是元素的重新组合。经验表明，在重组合的前后，每一种元素的原子数是守恒的，无数的化学实践表明没有例外。想把汞变金的炼金术的失败，更从反面提供了证明。但是有了核反应的知识后人们已清楚知道，汞变成金完全可能，关键在于要有高的能量让原子核发生变化。化学反应是在粒子能量小于1eV的条件下进行的，这条件下原子核不能相互接触，核反应就不能发生。若过程中粒子的能量超过1MeV，原子核之间就能充分接近，那么原子核就能变化了，原子数的守恒性也就随之破坏了。由此看来，原子数在化学过程中的守恒不是偶然的，但是它仅是低能下的唯象规律，而不是普遍成立的自然规律。借鉴同样的道理，重子数的守恒性也可能仅是一定能量范围的唯象规律，而不是普遍成立的。当粒子的能量更高，重子数的守恒性完全可能会不成立，这正是今天的理论家看到的出路。
从70年代中期起，粒子物理中由弱电统一理论的成功，掀起了研究相互作用大统一的潮流。按这样的理论，高能下发生破坏重子数守恒的过程是自然的事，粒子物理中的这一潮流与宇宙学解决正反物质不对称疑难的需要不谋而合了。于是这疑难问题作为粒子物理和宇宙学的交叉领域而得到了很多进展。人们已清楚，要从正反物质等量的早期宇宙演化出今天正物质为主的状态，除了重子数守恒须可能被破坏外，正反粒子的相互作用性质还必须有适量的差别。由于超高能下的粒子物理规律至今还没有被掌握，因此实际上自然界是否确实具备这两个要素，尚不能回答，人们正在试探和摸索之中，如果今天的宇宙中只有正物质天体是事实，问题是否能按这思路得到解决也还并不完全肯定。
总之，为彻底揭开宇宙反物质之谜，前面还有漫长路要走。人们已能预料，这问题的解决不仅对认识宇宙是重要的，它对物理学的影响也将是很深刻的。
下面是小说《天使与魔鬼》（丹·布朗著）中提到的一些：
反物质是人类目前所知的威力最大的能量源。它能百分之百的效率释放能量（核裂变的几率是百分之一点五）。反物质不造成污染，也不产生辐射，一小滴反物质就可以维持整个纽约城全天的动能。
先别过于乐观，个中可隐藏着危机……
反物质极不稳定，它可以把接触到的任何东西化为灰烬……连空气也概莫能外。仅仅
当物质与反物质接触，原子最外层的电子因为所带电荷相反而抵消，原子核中的质子也因同样的原因相互抵消，而反中子因磁性与中子相反而与中子进行强烈的碰撞发出惊人的能量。爱因斯坦曾计算过这种完整的能量释放比率,跟这种完全的能量释放相比，核裂变就像划燃一根安全火柴一样微不足道。
神秘的未知现象,反物质
一些科学发现，常常使人们目瞪口呆，难以置信。而正是这些难以置信的发现，推动了人们对客观世界的认识和科学的进步。反物质的发现就是这样。
1932年，美国科学家安德森发现了一种特殊的粒子，它的质量和带电量同电子一样，只是它带的是正电，而电子带的是负电。因此，人们称它为正电子。
正电子是电子的反粒子。
正电子的发现引起了科学界的震惊和轰动。它是偶然的还是具有普遍性如果具有普遍性，那么其它粒子是不是都具有反粒子于是，科学家们在探索微观世界的研究中又增加了一个寻找的目标。
1955年，在美国的实验室中反质子被找到了。后来，又发现了反中子。60年代，基本粒子中的反粒子差不多全被人们找到了。一个反物质的世界渐渐被科学家像考古般地"挖掘"了出来。
反物质的发现，使人们自然地联想起了本世纪的许多不解之谜。
最著名的是被称为"世纪巨谜"的通古斯大爆炸。
通古斯爆炸震惊了全世界，"通古斯"也一夜之间名扬全球。由于西伯利亚的严寒和交通不便，直到1921年才由前苏联的一个研究小组第一次前去考察。以后世界上其他国家相继派团考察，但至今通古斯大爆炸之谜依然众说纷纭，莫衷一是。其中一种说法便认为是反物质引起的"湮灭"现象。因为这种能级的爆炸除非是流星或陨石坠落，否则无法解释，而那里却没有任何陨石碎块。
反物质的研究者认为，宇宙中存在着我们看不见摸不着的"反物质世界"，它的基本属性同我们周围的世界正好相反。反物质的原子核是由反质子和反中子构成的"负核"，外有正电子环绕。反物质一旦同我们世界的"正物质"接触，便会在瞬间发生爆炸，物质和反物质变为光子或介子，释放巨大能量，产生"湮灭"现象。
"反物质说"虽然只是科学上的一种假说，还有待证实，但反粒子等"负性物质"是确实存在的，而且现在又发现了反氘、反氢、反氦等等一系列反物质。相信随着科学技术的不断发展和科学研究的不断深入，人们对反物质作用的认识一定会越来越深刻，反物质世界必将为人类做出应做的贡献。
反物质介绍
世界上最大的科研机构，瑞士的欧洲原子核研究中心新近首次研究成功制造出几滴反物质。反物质与普通物质并并无二致，所不同的是，组成反物质的粒子与组成人们所熟知的一般物质电荷相反。
反物质是人类目前所知道的威力最大的能量源。它能以百分之百的效率释放能量。二核裂变的效率是百分之一点五核聚变也不过7％。而且同时还会造成大量污染。但是反物质不造成核污染，一小滴反物质就可以供应整个纽约城全天的动能。
先别过于乐观，其中可能隐藏着危机……
反物质极不稳定，它可以把接触到的任何东西都化为灰烬，连空气也概莫能外。仅仅
反物质直到最近生产量也只是微乎其微，每次只不过几滴。然而，“欧核中心”目前正在开发一种新型的反物子减速器，这是一种先进的反物质生产设备，这种设备有望大幅度提高反物质的生产能力。
一个严峻的问题摆在人们面前：这种极易爆炸的反物质是能为人类造福，还是会被用于制造有史以来毁灭性最强的武器？
美国宣称已经拥有反物质保存方法
人民网
反物质是英国科学家狄拉克（Paul Adrie Maurice Dirac）于1928年根据
相对论： W2/C2-PR2-m
和量子力学理论： [W2/C2-PR2-m
推测出来的，
现在，组成物质的12种基本粒子的全部反粒子都已经被科学家在加速器中找到。美国实验物理学家丁肇中领导的阿尔法磁谱仪----AMS被送到太空，就是为了寻找太空中的反物质以及由反物质组成的宇宙。因为反物质和物质相遇就会湮灭，所以反物质无法在自然界找到，必须要到太空深处去寻找。位于法国和瑞士边界，耗资80亿美元，由2000多名物理学家花费14年时间建造的大型强子对撞机---（LHC），已经在
根据宇宙大爆炸理论，爆炸形成的物质和反物质应该是对称的，可是我们的宇宙中物质和反物质却是不对称的。否则它们相互湮灭，也就不会有你我以及这宇宙和宇宙中的一切了。那么与我们的宇宙物质对称的反物质哪儿去了呢？1977年科学家们发现在银河系中心附近有一个可能的反物质源。如果那个地方真的存在，就意味着存在天然的反物质，也意味着人类直接从天然得到反物质的可能性，同时物质与反物质之间的万有斥力，也可以帮助我们解释为什么我们的宇宙在加速膨胀。1979年，美国科学家把一个有60层楼高的巨大气球放到离地面
物质和反物质在湮灭时会产生巨大的能量，并且不会像核弹那样产生放射线污染，所以被认为是一种最理想的清洁能源。但是科学往往都是一把双刃剑，可以造福人类，当然也可以给人类带来巨大的灾难。由几克反物质制造的炸弹就能毁灭地球，
反物质的应用，可以从根本上改变能源供应的模式，将会是一场能源革命。但是由于目前是由加速器产生的高能粒子打击固定靶产生反粒子，再经减速合成的，此过程所需要的能量远大于湮灭作用所放出的能量，且生成反物质的速率极低，生产一千亿分之一克的反物质，需要耗资近60亿美元，因此尚不具有经济和应用价值。