量子隧穿效应——看造物主如何设计让质子衰变的…而且是可控的那种…　　 首先你要了解一下量子隧穿现象是多么滴怪异，请你设想一个在平地上滚动的球。球滚着滚着，忽然遇到了一座圆形的小山丘。接下来会发生什么要取决于球滚动的速度。它要么会滚上山顶、然后从另一侧滑下来；要么因能量不足，滚到一半就滚不动了，只好沿原路滚落。。。不过，量子世界中的粒子并不会遇到这种情况。即使一个粒子所拥有的能量不足以攀上山顶，有时依然能抵达另一侧山脚，就好像粒子在山底下挖了条隧道、然后从另一侧钻了出来一样。　　 格里菲斯大学的研究团队做了个相关实验，他们先是将铷原子冷却到1纳开尔文左右，然后用激光使它们朝着一个方向缓慢移动。接着，他们用另一道激光挡住了铷原子的去路，创造了一道约1.3微米厚的光学屏障——实验中的原子在屏障内部所耗的时长约为0.61毫秒——而且他们还验证了隧穿粒子的能量越低、或者运动速度越慢，在屏障内部的耗时就越短。这一结论看上去与直觉相悖，因为按照我们对日常生活的认知，速度越慢的粒子在屏障内部的运动时间应当越长才对。　　 但是我们的小质子就是个这样子的低温低速地量子隧穿高手。在太阳核聚变中，两个质子正是利用怪异滴量子隧穿这一神奇的小概率事件完成了太阳核反应连锁公式中最重要的基础一环。两个氢核h1+h1=he2 (氦_2)　　 当两个带正电的质子发生碰撞时，平常情况下它们只是简单地碰撞，然后会相互反弹开——不会发生核聚变。倘若要实现核聚变，氢_1也叫氕核(原子核中只有一个质子)——即质子必须具有足够能量来克服库仑位势垒，使得原子核与原子核之间的距离小于10nm，这能量大约为1 mev，足足约为原子核平均热动能的1000倍。因此，单独热动能并不能克服库仑位势垒来促成核聚变。这时候正是量子隧穿效应起到了关键机制——它能够让原子核穿越库仑位势垒，从而促成核聚变。　　 在太阳上两个带正电的质子在合适的(低)温度和(高)密度下——两个质子正是通过量子隧穿来完成这关键一步——它们可以融合在一起形成可能你从未听说过的氦的状态:由两个质子，没有中子组成的双质子组合。　　 氦_2是氦的同位素，同氢_1一样，只有质子没有中子。但氦_2由于有两个质子，因此存在着很大的斥力。双质子属于一种极其不稳定的结构，绝大多数时候，会衰变回两个质子。但每隔一段时间，少于0.01%双质子就会经历β+衰变，在衰变过程中会释放出正电子(电子的反粒子)、中微子，质子在衰变过程中会转化为中子。　　 这时我们将得到氘（氢的一个重同位素_原子核内有一个中子和一个质子——氘也叫重氢，是氢弹的重要材料）。　　 同时我们还能得到一个反物质：一个正电子（但它会立即与一个电子湮灭，产生伽马射线）。呵！也就是说这两个质子中有一个质子被强行剥离了一个正电子，　　 同时释放了能量——1个正电子和1个负电子湮灭为两个光子，并损失了约为初始质子质量的1‰，最后还有一个中微子，它会以接近光速的速度逃逸。　　 太阳及宇宙其他恒星中形成氦_4最常见的路径:两个质子在量子力学的作用下产生一个双质子，双质子偶尔衰变成氘，氘与一个质子融合生成氦-3，两个氦-3原子核融合生成氦_4，在这个过程中吐出两个质子。　　 但是事实上，氦_4不仅比两个质子和两个中子轻，它还比四个单独的质子轻!虽然质量相差没有那么多，只有0.7%，但只要量足够大，那么损失的质量还是非常大的。在我们的太阳中，大约每秒钟就有4x10^38个质子聚变成氦_4；这就是太阳损失质量输出能量的过程，也是太阳平稳滴输出光热的功率。　　 那么偶为何要说造物作弊呢？(额！~或者说这个自然造物滴设计太精工巧妙了~太厉害了哈！）　　 第一是因为量子隧穿效应。本来绝对稳定不衰变的质子，它在太阳内部不仅低能量-低温隧穿了（这也正好符合我上面的太阳内部是冷的推断），而且还因为号称比宇宙命长的稳定质子损失了质量，也就是说质子级微黑洞蒸发成立——它在恒星核反应中普遍存在。　　 还有第二条——是因为反应几率。。。　　 在太阳内部，最主要的反应是质子+质子反应，其隧穿概率大约为10，然而，隧穿概率并不是反应概率（rea probability），另外还有几种关系到反应概率的重要因素，例如，贝塔衰变的速率。隧穿概率及反应概率极度地与温度有关，太阳内部必须有一个如核电厂那样可控的温度区间才能使得太阳内部的反应率变得合理，从而促成长时期地静燃烧氢原子，而不是核爆那种呈次方递增式的大爆发反应。太阳这种稳定地静燃烧氢原子时期长达几十亿年，从而使得行星世界复杂的多细胞生命得以演化。　　 这也就是说——太阳的核聚变反应很可能是被某种机制/程序控制着。　　 而且还有一个疑问一直在额心中环绕——话说质子和电子质量相差巨大，却带有一样的电荷，这不奇怪么？它们正负相反却有正好相等的电量更像是被分配的，而不是根据其自身质量自然获得的……　　 这时学院派的科学家该跳出来说——那是因为你不懂，质子内部的架构。　　 很遗憾的是我知道其架构——质子是由三个夸克组成的两个上夸克和一个下夸克。为了让它起作用，向上夸克的电荷是单位电荷的+2/3而向下夸克的电荷是-1/3。所以电荷的总和是+1单位，而电子的电荷是-1单位。　　 但是正是因为我知道质子内部精巧的架构才更严重怀疑——它们是被某种规则/程序精巧设计过的……　　 而这种机制的控件核心正是在质子和中子的内部——海夸克——或者我们应该叫它夸克海。　　 原子里面有原子核，原子核里面有质子，那质子里面有什么呢？课本告诉我们，质子里面有三个夸克。但事实果真如此吗？没有那么简单。　　 当科学家们使用高速电子轰击质子时，他们发现，质子的内部实际还涌动着一片波澜壮阔的夸克“海”。那是一片夸克、反夸克共存的粒子团，它们彼此碰撞，不断产生又湮灭，寻常手段难以探测。　　 而这片夸克海亦或我们应该叫它以太光量子海更为合适。因为以太光量子海——正是希格斯场控制光量子转变为质量的地方。　　 就在物理学家对夸克海实在是无从下手研究时——数学家们出手了，他们发现了e8晶体。9维空间是我们这个世界的上限_但因为接触到了空间边缘会造成三维世界不稳定，于是数学家们推测出了8维空间晶体——而这个空间晶体必须要让整个空间利用率最大化，于是就有了e8晶体结构的模型。　　 19世纪晚期，数学家发现了复杂的248维对称结构，被称之为“e8”。普通人也许不知道e8晶体，但是你一定见过它——因为它给人最直接的感观就是雪花。248维对称结构也是2007年由物理学家加勒特·里希提出的另一个万有理论的基础。他将e8称之为“最美的数学结构”。这个结构的维数所代表的并不是一个与我们生活的三维空间类似的必要空间，但它们却与数学自由度相符合，每一个维数代表一个不同的变量。　　 20世纪70年代，这种对称形态出现在与弦理论有关的计算中。弦理论是“万有理论”的一个候选者，可能解释宇宙中所有的力，当e8晶体模型出来后——全部物理学家都傻眼了，他们发现这个模型可以解释世界上的一切粒子与作用力，甚至还预测了其他24个未被发现的粒子——包括了引力子在内等等。但它仍需要通过实验进行验证。　　 然后后面，物理学家又在一个截然不同的领域——超低温晶体实验——发现e8。　　 牛津大学的拉杜·科尔迪亚及其同事对一个由钴和铌构成的晶体进行冷冻，使其温度降至只比绝对零度高0.04摄氏度的程度。晶体内的原子排列成长长的平行链。由于一种被称之为“旋转”的量子特性，依附在这些原子链上的电子表现出类似条形磁铁的特性，每一个的指向只能是向上或者向下。　　 在对晶体施加一个强大的5.5特斯拉磁场，与这些电子“磁铁”的方向垂直时，奇怪的事情发生了。链条内旋转的电子会自发地呈现出各种样式，拿3个电子这样一个简单例子来说，它们的方向会是上上下或者下上下以及其它可能性。每一个截然不同的样式拥有与之相关的不同能量。这些不同能量水平的比率显示，旋转电子按照e8对称结构中的数学关系自我调整。　　 很显然这个e8晶体模型不仅能从数理上解释微观粒子——如质子内部的夸克力，而且还被实验证明了。[当然学院派的科学家没对此坚决否认的，毕竟谁愿意生活在一个由计算机模型模拟构建的世界中呢！]　　 然而更神奇的是经过计算机模拟后——用e8晶体投射后会出现两个相同形状但比例为0.618黄金比例的四维物体，简单说e8晶体模型不仅可以整理出力量子原子分子是如何出现的，甚至宏观上的物体也可以按照e8模型解释。然而从八维空间到三维空间仍然需要一个规则来控制投射的过程，这个规则就被称为道——其实敏锐的同学在e8模型中应该看到了一些端倪，神圣几何生命之花阴阳八卦都蕴含在内，而以阴阳八卦最特殊它是这个模型的衍生之处。（这段引自万能的网友）　　 也就是说八卦作为一种古老的二进制系统，它可以用来编译和解释整个世界，甚至在数学上这个观念都成立。