|
|
|
|
|
|
|
|
| 聖嚴法師 |
|
|
|
首頁
：居士文章
高月明居士：如何證明電子是無處不在的？
如何證明電子是無處不在的？ 我們經常會在草葉上看到露水形成的水珠。那麼為什麼水會形成這種＂圓珠＂呢？答案是水分子之間有一種相互吸引的力，讓水分子聚合在一起形成＂珠＂的。如果水分子之間沒有相互吸引力的話，一滴水就如同一小堆散沙一樣是無法聚合在一起的。例如：你無法用一根牙簽挑起“一滴沙子”，但卻可以很輕易的挑起一滴水。那麼是什麼力量讓水分子聚合在一起的呢？答案是“氫鍵”的力量。 如果沒有這種力量，水就不會形成水珠。同時，因為是水分子間氫鍵造成了水的表面張力，讓肺泡得以癟塌，而肺泡中的一種表面活性蛋白則破壞這種張力讓肺泡順利脹開，由此在一張一合中保證了氧氣與二氧化碳的交換，所以如果沒有氫鍵力，你就不能呼吸。 又因為是氫鍵力讓細胞中的鹼基得以沾合在一起形成基因，所以如果沒有氫鍵，更不會出現人類。最關鍵的，也恰恰是因為這種氫鍵力的形成機制卻證明了電子必須是以無處不在的方式存在的(概率性的、非局域性的)，由此也就證明了世界本質上是一種虛幻性存在的。那麼什麼是氫鍵？它又是如何證明的呢？ 第一節：什麼是氫鍵？ 首先，一個水分子是由1個氧原子與2個氫原子結合在一起構成的，即所謂的“一氧化二氫”(H2O)。那麼為什麼水分子會以這種＂1+2＂的，而不是＂1+3＂的方式組合在一起的呢？ 簡化的說，氧原子最外層有6個電子，對於氧原子來說，最外層擁有8個電子，是最穩定的。而對於氫原子來說，最外層是擁有兩個電子是最穩定的。當兩個氫原子與一個氧原子相遇到的時候，就會發生，為了獲得最穩定的殼外層的電子數，氧原子會各拿出一個電子與氫原子共享(共用)。作為交換，氫原子也要把自己僅有的一個電子與氧原子共享。這樣，一個氧原子就額外的得到了兩個共享的電子，擁有了穩定的8個電子的外殼。同時，兩個氫原子也都獲得了一個氧原子共享給自己的電子，同樣擁有了兩個電子的穩定外殼。這就是雙贏原則。 雖然這種共享電子的個數是公平的，但是因為氧原子是擁有8個帶正電質子的原子核，因此它要比擁有一個質子的氫原子核具有更大的正電吸引力，所以名義上雖說是共享了電子，而實際上氧原子把共享給氫的兩個電子和氫原子共享給自己的兩個電子的70%(大約)的＂身體＂都占據了。只留給了氫原子30%的電子的＂身體＂。 由於發生這種不公平的強占後，就發生了一種情況：由於一個氫原子被奪去了過多的負電性，而讓自己所帶的電性變得不平衡了，就是氫原子的質子帶的正電量是1，而由於被氧原子過多的剝奪了負電子的“電量”，因此氫原子核所能夠得到的負電是0.7(數字僅為簡化說明)，這樣對於氫原子來說，它就多出了0.3的正電。由於氧原子多得到了兩個電子0.3的負電，因此讓它就帶有0.6的負電。 這時，一個水分子就成了一頭帶70%正電的氫原子和一頭帶60%負電的氧原子的“小磁鐵”。因此，一滴水就如同是一堆小磁鐵吸引在一起一樣。這就是氫鍵形成的機制和它起作用的方式。氫鍵與其它化學鍵有所不同，它是一種比較特殊情況的鍵。(下圖為一個極化水分子模擬圖) 那麼為什麼你可以用牙簽提起一滴水，卻無法用筷子提起一杯水呢？原因很簡單，這種靜電力的力量很有限，當其總的自重體積超過一定的量度時，地球的引力就會強過這種吸引力，讓水滴墜落到地上。 第二節：那麼這種氫鍵與電子是無處不在的有什麼關系呢？ 首先，想象一下，如果把氫原子比喻成一座大型體育場，一個質子就如同是體育場中央的一顆台球。電子就像一粒沙一樣在體育場的外圍圍繞著＂台球＂做高速旋轉。 在量子力學出現以前，科學家們按照經典力學的解釋，想象電子圍繞質子旋轉的方式就如同地球圍繞太陽作軌道式旋轉一樣。可是如果這樣，就解釋不了一個問題：如果電子是這樣圍繞質子旋轉的，電子就應該在失去能量的同時，(幾乎一瞬間)旋轉進原子核而毀滅掉。可是這種情況並沒有發生(如果發生了，世界就會在宇宙爆炸之初瞬間又毀滅了)。從另一角度來說，如果量子力學是錯誤的，宇宙就不會存在。 電子在原子空蕩蕩的空間中不是如經典力學中想象的那樣是像一個粒子一樣圍繞著原子核(質子)旋轉的。而是像一團雲一樣包裹著原子核的。人們在原子空間的內部(如同體育場)是無法確定電子准確位置的(這就是著名的不確定性原理)。可以說，一個電子在原子空間中是無處不在的。 當時有人提出：第一點、電子之所以沒有最終墜入原子核，是否是因為電子旋轉的速度非常快，其能量又非常大，所以就沒有旋進原子核？第二點、人們無法確定電子的准確位置，是否是因為電子旋轉數度太快，就像在高速旋轉的電風扇中無法真切的看到風扇葉片一樣，讓我們無法真切的准確定位電子的位置呢？ 簡單的說，對於第一點，零點能的存在否定了這樣情況發生的可能性。零點能的意思是當電子處於最小能量時，就是在接近宇宙絕對最低溫度-273.15℃的情況下，電子也沒有旋進原子核。而對於第二點否定的原因是，無論電子的旋轉速度有多快，都無法超越宇宙絕對速度-光速,只要它是以粒子的形式圍繞原子核旋轉的，我們都會用實驗確定它的准確位置。 最終，在物理科學上得出的結論是：電子是以像一團模糊的雲的方式存在在原子空間中的。就是說，電子在原子中不是一個粒子，而是擴散在整個原子空間中的雲團。這就如同是說，在體育場中，一粒沙不是一粒沙，而是以一團模糊的雲的方式擴散在整個體育場的空間中。 在氫鍵形成的機制中，如果電子是一顆粒子，就不會形成氫鍵。因為如果電子是如一粒沙一樣圍繞著原子核旋轉的粒子，無論其速度有多快，都會出現在某一時刻電子會繞到氧原子核另一側的情況，這時氫原子中的質子就被裸露出來了，一個裸露的、帶強大正電力的質子會迅速對在它身邊的原子造成影響，會迅速產生別的化合物(例如，硫酸的強腐蝕性就是裸露的質子惹的禍)。然而這種情況並沒有發生，因此，在水分子中，你必須要把一個電子看成是一團包裹著質子的雲。氫原子之所以會顯示出30%的正電性，是因為氧原子把一個電子的70%(數字不做精准計算，只做簡易說明)的＂電子雲＂吸引到它哪裡去了，而留給了氫原子少部分的電子雲。 因此，只有電子在原子空間中是以一團無處不在的電子雲的方式存在時，才會形成氫鍵，進而才會讓水成＂滴＂，讓肺呼吸，讓鹼基沾成基因。對氫鍵的理解，讓科學家對基因獲得的合理的解釋。同時也創造出了新的治療技術和新型藥物。 從以上，我們可以清楚的看到，氫鍵的存在直接證明電子在原子空間中必須是以一種＂無處不在＂的＂雲團＂的方式存在著的。否則氫鍵就不可能存在。 那麼是否電子在原子中是雲團，而在原子外則是粒子呢？答案是：如果你把電子彈射到空間中，那麼電子在宇宙空間也是無處不在的，只不過這種無處不在的空間擴大了而已。例如，在雙縫實驗中就明確的證明了這點。我們明確的看到了這點。那麼這個＂雲團＂到底長什麼樣？也就是說，電子看起來到底像什麼？ 下圖1是電子在原子空間中的模擬圖。 下圖2是科學家用鐵原子把一個電子圍在了一個圍欄中的情形。 在圍欄中間，電子像波一樣不斷擴散著。注意：電子不是一道擴散過去的波，而是不斷＂擴散著＂的波。＂不斷擴散著的波＂--這可真是讓人無法想像那到底是個什麼玩意？ 電子到底是什麼？長的什麼樣？如果你把電子放大到一個網球大小，它會像個什麼？ 對於這個問題至今沒有人能給出答案。不是沒有發現答案，而是不可能有答案，因為電子(質子、光子等基本粒子)是組建虛幻世界的＂非有非無＂的像素。它的存在是非邏輯的，是無法像網球一樣被顯示出來的。 如果電子是以非邏輯性的、雲團的、無處不在的、擴散著的波的、不確定性的、非有非無的方式存在著的，那麼世界本質上的就是幻相的。反過來說，如果世界是幻相性存在的，則電子必須是以這種方式存在著。
上一篇：高月明居士：揭開世界本質的雙縫
|
