宇宙万物到底由什么构成？人类需要从大统一理论中找到答案！

这个世界的本质是什么？

这是一个相当宏大的问题，或许人类永远也找不到问题的答案，但并不妨碍我们为之努力。实际上人类自诞生之日起就一直在追寻问题的答案，只不过长期以来，受限于科技水平低下，人们只能用哲学思想诠释如此宏伟的问题。

到了近现代，在开普勒，伽利略和牛顿等共同努力下，一门新的学科物理学终于诞生。物理学是一门研究自然现象的科学，是研究万物的组成，运行规律的一门科学。

那么，宇宙万物到底由什么构成呢？如果把一个物体无限分割下去，最终会得到什么呢？

实际上早在两千多年前，古代人们就思考过这样的问题，比如说古希腊时期的德谟克利特就提出了“原子论”，认为万物是由原子构成的。

不过不要误解，德谟克利特提出的原子概念，与现代物理学中的原子概念完全不同。他认为万物都是由不可分割的原子组成，这种原子就像是实体的“玻璃球”那样，排列顺序的不同就构成了千变万化的大千世界。

直到18世纪，物理学家们才通过实验验证了原子的存在，只不过那个时候人们对原子的认知还是很肤浅的，与如今科学家们描述的原子仍旧有很大不同。

在之后的两百多年时间里，人们对原子的认知越来越深，从道尔顿的实心球模型，到汤姆逊的枣糕模型，再到后来卢瑟福的行星模型，一直到后来玻尔提出的原子能级模型，如今的电子云模型。

几百年来，物理学家们从来没有停止过对原子结构的探索，如今我们也会知道了原子并不是不可再分的，它也有自己的结构，有核外电子和原子核构成，而原子核又是由质子和中子构成，质子和中子都是由三个夸克构成的。原子的质量几乎全部集中在原子核上，电子的质量只占了整个原子质量的1837分之一，几乎可以忽略不计。

人类对原子内部结构的认知，也只是从两百多年前的19世界才开始的。当时的物理学家们并不了解原子的内部构成，对电子的运动更不了解，当时统治物理学界的还是牛顿经典力学。

随着物理学家们发现了核外电子的存在和运行方式，他们发现牛顿经典力学在微观领域彻底失效了。原因很简单，如果按照牛顿经典力学计算，核外电子原本就不应该存在，因为电子在运行的过程中会不断向外辐射能量，轨道越来越低，最终坠落到原子核上与质子中和。

但是物理学家发现，现实中的电子并没有坠落到原子核上，而是非常稳定地在原子核外围运行。一时间，物理学家们也不知道该如何解释电子的这种“诡异”行为。

经过了将近一百年的探索，量子力学终于问世了。凭借量子力学，物理学家们终于可以描述微观粒子的运行规律了。

按照微观粒子的存在方式以及相互作用，自然界中的作用力可以分为四种，分别是强力，弱力，电磁力和引力。

那么，这四种力到底是如何传递的呢？

物理学家们从电磁力的传播方式中得到了启发。电磁力是依靠“场”来传递的，传播的媒介是光子，那么其他三种作用力也应该依赖场中的某种传播子进行传递的。

那么，场和传播子（比如说光子）之间有什么关系呢？

我们都知道，电荷在静止时也会产生电场，位于电场中的其他电荷会受到电场的作用，不过在这个过程中并不会产生光子来传播。而一旦让静止的电荷运动起来，其形成的电场就会产生波动，于是变化的电场就会产生振荡的磁场，电磁场就这样产生了。

而电磁场就是依靠光子来传播的，光子其实就是量子化的能量，具有波粒二象性。事实上，不仅仅是光子，任何微观粒子甚至是所有的宏观物体，都有一定的波长，这也是德布罗意提出的物质波概念。

能够看出，所谓的电磁波其实就是电子在跃迁时向外辐射的光子能量，由于电子一直在运动，就会产生变化的电场，然后导致变化的磁场，而变化的磁场又会产生变化的电场，于是电磁场就这样传播开了，传播的是能量，也就是光子。

如今我们知道，光是一种电磁波，平时我们所说的光默认为可见光，实际上光的波谱范围非常广，可见光只是其中非常狭窄的一部分。

除了可见光之外，还有波长更长的电扰动，无线电，微波，红外线等，当然也有波长更短频率更高的紫外线，X射线，伽马射线等。

电扰动也是电磁波，但是它的波长很长，频率非常低，波长甚至可以达到上千公里，因此电扰动的波动性其实非常不明显，看起来就像是平静的海面，通常相隔几十公里甚至更长才会出现两个凸起的“波浪”（也就是波峰），因为电扰动看起来更像是场。

电磁波随着频率不断变大，波长也会变短，比如说有的电磁波的波长甚至比原子半径还要小，这样的电磁波的两个波峰之间的距离就非常短，看起来就是粒子，一点也不像波。

说白了，波长更长的电磁波更像是场，波长更短的电磁波更像是粒子，而中等波长的电磁波才最像波。但总体来讲，光子也就是电磁波具有波粒二象性。

而德布罗意的物质波概念表明，即便是宏观物体，比如说我们人类其实也是有波粒二象性的，只不过人体波动的频率实在太大了，以至于波长非常短，任何精密的仪器也无法知道到人体的波动，因此宏观物体都智慧表现为粒子性，也就是实实在在的物体。

按照如今的物理学体系，电子，光子，光子等都是不可再分的基本粒子。不过随着人类科技水平不断提升，或许未来某天能够发现电子等基本粒子也是有内部结构的，也是可以再分的。

那么，把基本粒子不断分割下去，最终会得到什么呢？

更前沿的弦理论或许能告诉我们答案。弦理论认为，电子等微观粒子根本就不是基本粒子，只是又一种更小的波动能量构成的，说白了电子就是“能量包”。而这里的波动就是弦理论中的“弦”，有闭合的弦，也有开放的弦，同时弦一直在不停地振动，而振动形式的不同，就会形成不同的基本粒子。

如果弦理论成立的话，那么科学家们就可以彻底统一看起来杂乱无章的基本粒子，从更小的尺度诠释宇宙万物的组成结构。然后人类可以通过寻找弦的振动规律，探索不同基本粒子的生成机制，其中就包括科学家们一直在寻找的引力子。

物理学家们对各种不同的基本粒子进行深入探索后，虽然建立起来粒子标准模型，把不同的粒子进行分类，总体上可以分为玻色子和费米子，但这么多的基本粒子还是显得有些繁琐了，尤其是不同粒子之间的作用和具体特性有些冗杂，很难利用现有的物理学框架进行彻底统一，而弦理论用振动的弦来描述所有的基本粒子，就显得非常简洁了，这也是为什么弦理论被寄予厚望，很可能成为最终的大统一理论。

不过，弦理论虽然看起来很简洁，但由于弦的尺度太小了，甚至比电子和光子还要小很多，根本无法在实验室中观测到，更无法观测到弦的具体振动模式。目前弦理论更多的还停留在数学概念里，尤其是会涉及到非常复杂，晦涩难懂的数学公式，甚至是高维度的概念，很难在现实中得到验证，这也是弦理论始终无法成为真正意义上大统一理论的主要原因！