梧桐文学

全宇宙只有一个电子(第2页)

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有一个流传了很久的传言:据说,美国国防部的研究人员,一直试图弄清如何制造出反物质炸弹,据称这种炸弹的威力会令所有核弹相形见绌。

反物质的存在首度被人预言是在1928年,由英国物理学家保罗·狄拉克[17]提出。

此前,他一直试图找到一个公式来描述电子的行为,但他的计算却反复得到两个结果,一个正值和一个负值,这令他深感奇怪。

大多数物理学家很可能会忽略负值,认为在真实世界中它没法代表任何事物,但狄拉克却相信数学为更深层的真相开启了一扇窗,即使在它给出不合理答案时亦如此。

因此,他最终得出结论,电子肯定拥有某种镜像的亚原子“分身”

看来他是对的。

1932年,物理学家卡尔·大卫·安德森[18]通过实验证实了这一点,他在一次云室实验中找到的正是这样的反物质粒子存在的证据。

安德森发现的粒子在大多数方面与电子毫无二致,它的质量和自旋与电子相同。

然而,它带的是正电荷,而电子带的是负电荷。

出于这个原因,安德森将这种粒子称为“正电子”

安德森证实了反物质的存在,但它是因为什么才出现的,或者它在更广阔的亚原子世界中处于何种位置并不清楚。

这些正是1940年那个晚上,约翰·惠勒在想到他奇怪的点子之前思索的问题。

他突然想到或许正电子不过是穿越到过去时点的电子。

毕竟,正电子和电子除了携带相反的电荷,看起来在各个方面都一致,而穿越时间向过去运动可以反转电子的电荷。

惠勒想象出一个正在向未来运动的电子,随后调转路线,作为正电子返回。

这使他意识到:从一个身处特定时刻的人,诸如我们自身的视角来看,电子和正电子像两个不同的粒子,然而事实上,它们是同一个粒子在时间旅行不同阶段的分身而已。

随后,惠勒想象这一过程是如何持续进行的。

电子会向未来运动,直到抵达时间的终点,然后反转路线,以正电子的形态向过去运动,直到抵达宇宙的开端,随后再次反转路线。

如果这种前后反复的时间旅行无限继续下去,在时间的起点和终点之间不断往返交错,可以想象,这单个电子会变成宇宙中的每一个电子。

我们现在认为存在的巨量电子,或许是反复穿过我们这一特定时刻的同一个电子。

惠勒想到,如果这是真的,它能够解答另一个谜题:为何电子与电子之间无法区分开来。

因为它们的确都全然相似。

没有可能将任何两个电子区分开来。

接下来的故事是这样的,在这顿悟的一刻,惠勒兴奋地给他聪慧过人的年轻研究生理查德·费曼[19]打电话,分享他的这一发现。

“费曼,”

他得意扬扬地宣布道,“我知道为什么所有的电子都有同样的电荷和质量了。”

“为什么?”

费曼回应道。

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