提要

利用熵增加原理、推导出组成物质的最基本粒子是零子，一个静质量为零的粒子，试图解决困扰物理学界很多年的“基本粒子”问题。

关键词：零子、基本粒子、光子、内位能、熵

1、前言

当今物理学界仍在不断寻找物质的基本粒子，但基本粒子是什么？人们现在仍难以作出正确的回答。在易经里，我们知道：太极生两仪，两仪生四象，四象生八卦，八卦生宇宙万物。而太极者，无极也。这不就是零物质吗？若把这零物质称为零子，那么零子不就是“基本粒子”吗？我们知道无限小的极限是０，那么基本粒子的极限是什么？基本粒子的极限不就是零子吗？

现在，本人试图从纯理论的角度解决这仍困扰物质学界很多年的“基本粒子”问题。

2、          零子的概念

由爱因斯坦⁽¹⁾（A.EINSTEN）的质能公式E=mc²，得知能量与质能是一回事，为了方便，能量、质能都用同一单位（kg）。

现在，假定一个各向同性的熵增加恒成立的孤立糸统，现在，假定一个各向同性的熵增加恒成立的孤立糸统，孤立糸统各粒子间所作的功相互抵消，那么这些粒子间 所作的功就可以假定为零，这不失其普遍性。下式所反映的是这孤立糸统中的各粒子。设Q为热能、E为能量、T为绝对温标、m为质量， 因各粒子的熵之和大于等于整个糸统的熵⁽²⁾，所以：

ds=dQ/T≥０

由绝对温标T的定义⁽²⁾，得：

dQ/Q=d(lnQ) ≥０

dQ≥０

据热力学第一定律：

dQ=dE=dm

由相对论⁽¹⁾，得：

dv≥０

v是这糸统中各粒子的平均速率。

这说明了熵增加的方向就是使这糸统中各粒子的速度最终会达到光速，这时候糸统中各粒子就会分解成静质量为零的粒子，亦即是说静质量为零的粒子就是物质的最基本粒子。我们把静质量为零的粒子称为零子，零子就是物质的最基本粒子。速度为光速的粒子都是零子，如光子⁽³⁾等。

3、物质的静质量

现在我们设两个零子A、B，它们以光速运动着，设其动质量（总动能）为m_A、m_B。由于A、B有动质量，还可能有电磁等一些特性，所以A、B进入一个足够大的封闭空间时，它们之间存在着相互作用如万有引力、电磁力等，这就产生了位能。这时，我们设A、B的位能为V_A^*、V_B^*，总动能为m_A^*、m_B^*，那么A、B的总能量就是：

V_A^*＋m_A^* 、V_B^*＋m_B^*。

把A、B作为一个总体M，那么M的总质量m为：

m=V_A^*＋m_A^*+V_B^*＋m_B^*。

因此，我们把由最基本粒子组成的物质的位能分为内位能与外位能，物质内部各粒子间的相互作用而产生的位能称为内位能，物质作为总体受外部物质的作用而产生的位能为外位能；而物质的动能亦分为内动能和外动能，物质内部各粒子间的相互运动而产生的动能称为内动能，物质作为总体与外部物质间的相互运动而产生的动能为外动能。由最基本粒子组成的物质的静质量即固有质量就是物质内部位能与内部动能之和。

零子可以通过一定的方式（可以通过力的作用，当然不只是万有引力）组成物质，这时候，就产生了位能，物质就有了静质量了。

4、零子的特性

零子如光子一样应该具有量子化，它的能量为：

m=hv/c²

其中h是Planck常数，v是频率。

    由零子的量子化，我们可认为零子是可以合并和分解的，但其中有可能经过一个转化的的过程。零子是应该可以转化为有静质量的基本粒子，如一对光子与正反电子对之间的相互转化。总的来说，零子是可转化为正反基本粒子对，正如“太极生两仪”。

现在谈一谈零子的红移，假如一质量为m的零子只受到一个距离为r质量为M的物体的万有引力的作用时，万有引力常数为G，那么，这零子就有了外位能，它的能量为：

m-GMm/r=hv_o/c²

v_o为这时的频率。

(hv-hv_o)/(hv)=GM/r

(v-v_o)/v=GM/r

这就是零子的红移。

5、结论

由上所述，我们有理由认为物质是由零子组成的，也就是说零子是物质的“最基本粒子”。

零子的概念在于更新人们的观念，明确了人们寻找基本粒子的方向。我相信，在不远的将来，人们可以找到更多零子的特性，亦会了解更多零子构成物质的机制。

零子的理论是建立在旧有的理论（相对论、热力学定律）基础上的一个新的推论，而不是建立在一个新的假设之上。若然推论无误，我们要么承认零子理论，要么推翻相对论或热力学定律。