物质的最基本元素是什么?
这些粒子是用来做什么的呢?如果我们只需要三种粒子(上夸克、下夸克和电子)构成常规物质,那么为什么会有无用的粒子?以下是可能的答案。
·没人知道,但事情就是这样的。
·有人知道,事情不是这样的。
·它们也许没用,也许有用,这要看你怎么说。
或许这就是宇宙存在的方式。这些粒子是宇宙中最基本的东西,没有为什么,宇宙就是这样。或许还有别的宇宙包含了十几种不同的基本粒子,但我们永远也没有机会看到它们。
也有可能,这些粒子并不是宇宙中最基本的物质,它们由一组更为简单的粒子组成,只是我们目前还没有发现它们。也就是说,我们知道的这些粒子是更为基本的粒子结合在一起的结果。这或许能解释粒子列表中的一些规律和巧合。这个回答或许是正确的,但是我们还没找到证据。
或许质量大的粒子就是没有用处,因为它们不能合成质量最小的稳定粒子(质子、中子和电子)。广阔而寒冷的宇宙主要由最轻的粒子组成。要是宇宙更小、更热、更致密,我们也许会看到更多质量大的粒子派上用场,一切都会不同。
我们依然在努力了解那5%的宇宙。尽管努力了很久,但是我们还没有透彻地理解物质的本质。我们有一张粒子表,我们认为是表中的粒子组成了宇宙,但是我们并不确定这张表目前是完整的。
令人高兴的是,对于这个问题的探索,我们已经有了坚实的基础。基本粒子表(物理学家称它为标准模型)一般会包含所有无法解释的规律和无用的粒子,这些都是有现实依据的,我们可以把它当作地图,在它的指引下发现宇宙的规律。发现新的粒子是令人兴奋的事,就算新粒子对常规物质而言没有用处,我们也可以通过它们得到更加完整的宇宙地图。
想象一下,如果暗物质由我们还未发现的粒子组成,那会怎么样?它将让我们开始了解27%的宇宙。事实上,发现暗物质仅由1种(与常规物质作用很弱的)粒子构成是最无聊的情形。如果暗物质由许多疯狂的粒子,甚至完全不同的非粒子组成,那不是更令人兴奋吗?
重点在于,要回答宇宙的基本问题,我们必须尽可能地深入了解常规物质的组成。通过这种思路,我们或许可以探索对常规物质没有明显作用的粒子或者现象。我们知道,我们暂时不能解释的事物也是宇宙的一部分,因此它们也隐藏着关乎物质本质的线索。回答这些问题将从根本上改变我们对自己的看法。换句话说,我们不仅可以拥有宇宙饼图,还能把它吃透。