世界由元素组成的,划分到最小结构,难道都是同一种物质?
2024-11-25 09:45:22 阅客
这可能是世界上最奇妙的地方,众所周知,地球上的动物种类繁多,植物的数量更是难以统计。然而,形成这些生物的有机物和无机物,以及物质世界的各种化合物,几乎无法计算。究竟这些物质由什么构成呢?
虽然人类一直与自然界的各种物质接触,最早认识到的元素是铜,是人类首次使用的金属。因为铜被氧化会形成铜绿,这也是青铜时代得名的缘由。接下来人类发现和使用的元素包括金,记录可追溯到古埃及时期,之后则有铅、银、铁等。
直到中世纪,人类只识别出12种元素。但随着16世纪伽利略和开普勒,以及牛顿等人的科学启蒙,人类逐步认识了越来越多的元素。比如1669年,亨尼格·布兰德从尿液中提取出磷,尽管他的初衷是希望提炼黄金。
1789年,法国化学家拉瓦锡否定燃素说,确定了燃烧为氧化反应的本质,从而提出化合之前的单体元素概念。到了拉瓦锡时代,单体元素到化合物的认知过程已展开,人们开始探讨元素的组成——原子。
1803年,一位英国科学家提出现代原子理论,认为原子很小,单质由不同质量的原子构成。他当时预计原子是坚固的实心小球。
1897年,汤姆逊发现电子,推动了葡萄干布丁模型的提出,尽管不正确,但推动了1909年卢瑟福通过α粒子实验发现原子核。1917年,卢瑟福利用α粒子撞击氮核,推测质子是所有更重原子核的基础成分,从而发现质子。
1932年,詹姆斯·查德威克在剑桥大学发现了中子。至此,组成物质主要结构的基本粒子已齐全。
1920年,爱丁顿提出太阳能量源于质子的核聚变,此理论经过十几年,才通过汉斯贝特的发现得以证实。元素的生成路径逐渐明朗,我们可以探讨元素的产生。
所以,所有物质的最终组成为质子、中子和电子三者结合,虽然关于反物质构成的认识仍不确定。据部分科学推测,如刘慈欣的《赡养上帝》中的设想,这些反物质可能存在于距离地球约3000光年的星云中。