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轻子家族
今天公认的基本粒子可分为三大类：轻子类、夸克类（即强子类）和媒介粒子类。其中夸克类粒子全部由夸克组合而成，前文已详细介绍，不再赘述，在此重点介绍轻子类和媒介粒子类。
轻子是类点的、无结构的粒子。轻子具有如下两个性质：轻子只参与弱相互作用和电磁相互作用，不受强力影响，其中中微子只参与弱相互作用；轻子必定以“粒子—反粒子”对的形式产生或湮灭，总的轻子数（轻子的数目减去反轻子的数目）在我们所知道的一切过程中保持不变。
我们最熟悉的轻子就是电子，它是一个极轻的粒子（约是一个核子质量的1/1800），带1个单位负电荷。已知的轻子有六种，其中三种带电的轻子是电子、μ 子和τ子，μ子是于1937年被安德森发现的，其质量为电子质量的207倍，它不稳定，在2毫秒内衰变为电子；τ子是于1975年被发现的，其质量约为电子质量的3500倍，差不多是核子质量的两倍，但更不稳定，其寿命只有千分之几毫秒。这种“重电子”和“超重电子”的真实存在，对物理学家来说还是一个谜。
除了三种带电轻子外，还有三种不带电的轻子，称为中微子。每一种中微子对应着一种带电轻子，分别被称为电子中微子、μ子中微子、τ子中微子。它们总是成对出现，每一对称为一代，而且每一代中的中微子质量都比相应的荷电轻子的质量小得多。
从电性上来说，中微子都是中性的，因此，它们不参与电磁相互作用。一般假定它们的静质量为零，因此按照相对论，它们必定是以光速运动；不过，它们的质量问题是当前争论的一个焦点，人们认为，如果电子中微子确实是有质量的话，实际上也是微乎其微的。然而，可能存在的这么一点质量，在宇宙学上有重大意义：因为在宇宙中有如此多的中微子，它们是大爆炸遗留下来的，它们加在一起的质量可以产生的引力效应，大到足以使宇宙目前向外的膨胀减慢，甚至停止下来。
由此可见，中微子和反中微子在我们的宇宙中扮演了一个极为重要的角色。不过遗憾得很，对它们的探测极其困难，因为它们是电中性的，还具有惊人的穿透物质的能力，在固体物质中通过极大的距离仍未被吸收掉。然而，利用巨型探测器以及极大的耐心，观测到少量的中微子和反中微子还是可能的。
媒介粒子和四种力
假如组成宇宙万物的基本粒子相互间没有任何关系，它们中的任何一个都是像被“隔离”的，那么，在这样一个宇宙中，既无恒星也无行星和生命，宇宙只是一个寂寞的、完全没有事件发生的集合。幸运的是，宇宙间物质和粒子都有不同的相互作****，这才使我们的宇宙形成了有机联系，充满活力而生机勃勃。
在日常生活中，虽然自然界看上去好像有多种作****，但事实上所有这些作****都可以简化到最基本的四种：引力、电磁力、强力和弱力。这四种力也就是物质间的四种相互作用，这些相互作用都是靠媒介粒子的传递来实现的，媒介粒子是传递物质间相互作用的粒子。
引力是我们最熟悉的力，任何物体之间都有引力的相互作用，物体的质量越大，引力越大，而在粒子世界里，它几乎不起作用；引力还是一种长程力，其作用范围可以延伸到无穷远，当然随着距离的增加，其作****也逐渐减弱。科学家预测传播两个物体之间引力的媒介粒子是无质量的引力子，但引力子直到今天还没有被直接观测到。
电磁力是由粒子的电荷产生的。一个粒子可以带正电荷，也可以带负电荷，电荷同性相斥，异性相吸，如果一个粒子不带电荷，则不受电磁力影响。作用于固体原子和分子之间的电磁力使固体具有硬度，电磁力也具有磁性和发光的特性。携带电磁力的媒介粒子是光子，它也是产生光线的粒子。
强力是原子核内的力，它把原子内的中子和带正电荷的质子结合在一起（质子因都带正电荷经常试图互相推开，如果没有强力，它们将相互飞开），强力的作用范围只能在原子核内，大约只有10－15米，在相同的距离内，强力要比电磁力强100倍。传递质子、中子之间强力的粒子就是介子，从这个意义上来说，介子也是媒介粒子；传递夸克之间强力的粒子叫做胶子。
弱力作用于所有的夸克和粒子，强度是电磁力的千分之一。弱力与其它三种力不同的是，它的作用是改变粒子而不对粒子产生推和拉的效应。比如放射性原子很不稳定，因为它的原子核容纳了太多的中子，因此必定会发生衰变，衰变发生时，一个中子变成一个质子，同时释放出电子。这就是弱力在起作用。弱力是由W＋、W－和Z粒子传递的。
玻色子和费米子
基本粒子还可以根据自旋的不同分为玻色子和费米子两大类。自旋是粒子的一个最重要性质，但粒子的自旋与我们常见的旋转很不一样，它是一份一份跳跃着自旋的，只能取一个常数的倍数。自旋为半奇数倍的是玻色子，光子、引力子、胶子等媒介粒子都属于玻色子；自旋为整数倍的是费米子，夸克和轻子家族成员都属于费米子。简言之，费米子是组成物质的粒子，玻色子则是传播物质相互作用的粒子。
这两类粒子特性的区别在极低温时表现得最为明显：玻色子全部聚集在同一量子态上，形成玻色—爱因斯坦凝聚；费米子则与之相反，它们更像是个人主义者，各自占据着不同的量子态。当物体冷却时，费米子依序占据最低能态，但它们是在不同能态上堆叠起来的，就像人群涌向一段狭窄的楼梯时那样，只能一层层往外排。大部分最低能态都被单个费米子占据时，这种状态称为简并费米气体。
基本粒子虽然多得令人目不暇给，但我们周围的普通物质，也仅仅是由3个基本粒子构成的：即上夸克、下夸克和电子。其它绝大部分基本粒子只是我们宇宙中暂时的稀客，它们主要是在特殊条件下产生的，如在恒星爆炸中或在宇宙射线中产生的。现在利用精密的粒子加速器，也能人工产生这类粒子。所有这些粒子都是不稳定的，只有几万分之一秒甚至几亿分之一秒就衰变分解了。
大自然中如此众多的粒子有没有统一的结构？这正是当代物理学研究的最前沿阵地。物理学家们猜测，所有的基本粒子都是由一根由纯能量构成的超弦组成的，超弦按照不同的形式振动，产生各不相同的粒子，如电子、光子、中微子、夸克等等。超弦也许是宇宙最深层次的基本结构，但超弦小得难以想像，如果把超弦和大头针的大小关系，与大头针和宇宙的大小关系作一个比较，则超弦还要相对的显得小。因此，现在的科学探测水平还不能证实这样的猜想，我们仍需未来的科学实验来证实 。
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外篇 从大海见一滴水
从大海见一滴水 …………对科幻小说中某些传统文学要素的反思 刘慈欣 发表于 2005…6…7 10：44：00
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（此文为飞腾科幻刘慈欣作品学习活动而作）_
刘慈欣
试想托尔斯泰在《战争与和平》中做出如下描述：
拿破仑率领六十万法军侵入俄罗斯，俄军且战且退，法军渐渐深入俄罗斯广阔的国土，最近占领了已成为一座空城的莫斯科。在长期等待求和不成后，拿破仑只得命令大军撤退。俄罗斯严酷的冬天到来了，撤退途中，法国人大批死于严寒和饥饿，拿破仑最后回到法国时，只带回不到三万法军。
事实上托翁在那部巨著中确实写过大量这类文字，但他把这些描写都从小说的正文中隔离出来，以一些完全独立的章节放在书中。无独有偶，一个世纪后的另一位战争作家赫尔曼。沃克，在他的巨著《战争风云》中，也把宏观记述二战历史进程的文字以类似于附记的独立章节成文，并冠以一个统一的题目：《全球滑铁卢》，如果单独拿出来，可以成为一本不错的二战历史普及读物。
两位相距百年的作家的这种作法，无非是想告诉读者：这些东西是历史，不是我作品的有机部分，不属于我的文学创造。
确实，主流文学不可能把对历史的宏观描写作为作品的主体，其描写的宏观度达到一定程度，小说便不成其为小说，而成为史书了。当然，存在着大量描写历史全景的小说，如中国的《李自成》和外国的《斯巴达克斯》，但这些作品都是以历史人物的细节描写为主体，以大量的细节反映历史的全貌。它们也不可能把对历史的宏观进程描写做为主体，那是历史学家干的事。
但科幻小说则不同，请看如下文字：
天狼星统帅仑破拿率领六十万艘星舰构成的庞大舰队远征太阳系。人类且战且退，在撤向外太空前带走了所有行星上的可用能源，并将太阳提前转化为不可能从中提取任何能量的红巨星。天狼远征军深入太阳系，最后占领了已成为一颗空星的地球。在长期等待求和不成后，仑破拿只得命令大军撤退。银河系第一旋臂严酷的黑洞洪水期到来了，撤退途中，由于能源耗尽失去机动能力，星舰大批被漂浮的黑洞吞噬，仑破拿最后回到天狼星系时，舰队只剩下不到三万艘星舰。
这也是一段对历史的宏观描写，与上面不同的是，它同时还是小说，是作者的文学创造，因为这是作者创造的历史，仑破拿和他的星际舰队都来自于他的想像世界。
这就是科幻文学相对于主流文学的主要差异。主流文学描写上帝已经创造的世界，科幻文学则像上帝一样创造世界再描写它。
由于以上这个区别，使我们必须从科幻文学的角度，对科幻小说中主流文学的某些要素进行反思。
一、 细节
小说必须有细节，但在科幻文学中，细节的概念已发生了巨大的变化。有这样一篇名为《奇点焰火》科幻小说，描写在一群超级意识那里，用大爆炸方式创造宇宙只是他们的一场焰火晚会，一个焰火就是一次创世大爆炸，进而诞生一个宇宙。当我们的宇宙诞生时，有这样的描写：
“这颗好！这颗好！”当焰火在虚无中炸开时，主体1欢呼起来。
“至少比刚才几颗好，”主体2懒洋洋地说，“暴胀后形成的物理规律分布均匀，从纯能中沉淀出的基本粒子成色也不错。”
焰火熄灭了，灰烬纷纷下落。
“耐心点嘛，还有许多有趣的事呢！”主体1对又拿起一颗奇点焰火要点燃的主体2说，他把一架望远镜递给主体2，“你看灰里面，冷下来的物质形成许多有趣的微小低熵聚合。”
“嗯，”主体2举着望远镜说，“他们能自我复制，还产生了微小的意识。。。。。。等等，他们中的一些居然推测出自己来自刚才那颗焰火，有趣。。。。。。”
毫无疑问，以上的文字应该算做细节，描写两个人（或随便其它什么东西）在放一颗焰火前后的对话和感觉。但这个细节绝对不寻常，它真的不“细”了，短短二百字，在主流文学中描写男女主人公的一次小吻都捉襟见肘，却在时空上囊括了我们的宇宙自大爆炸以来的全部历史，包括生命史和文明史，还展现了我们的宇宙之外的一个超宇宙的图景。这是科幻所独有的细节，相对于主流文学的“微细节”而言，我们不访把它称为“宏细节”。
同样的内容，在主流文学中应该是这样描写的：
宇宙诞生于大爆炸，后来形成了包括太阳在内的恒星，后来在太阳旁边形成了地球。地球出现十几亿年后，生命在它的表面出现了，后来生命经过漫长的进化，出现了人类。人类经历了原始时代、农业时代、工业时代、进入信息时代，开始了对宇宙本原的思考，并证明了它诞生于大爆炸。
这是细节吗，显然不是。所以宏细节只能在科幻中出现，
其实这样的细节在科幻小说中很常见，《2001》的最后一章宇航员化为纯能态后的描写就是最好的例子，这一段文字为科幻文学中最经典的篇章。在这些细节中，科幻作家笔端轻摇而纵横十亿年时间和百亿光年空间，使主流文学所囊括的世界和历史瞬间变成了宇宙中一粒微不足道的灰尘。
在科幻小说的早期，宏细节并不常见，只有在科幻文学将触角伸向宇宙深处，同时开始对宇宙本原的思考时，它才大量出现，它是科幻小说成熟的一个标志，也是最能体现科幻文学特点和优势的一种表现手法。
这里丝毫没有贬低传统文学中的微细节的意思，它同样是科幻小说中必不可少的因素，没有生动微细节的科幻小说就像是少了一条腿的巨人。即使全部以微细节构成的科幻小说，也不乏《昔日之光》这样的经典。
现在的遗憾是，在强调微细节的同时，宏细节在国内科幻小说的评论和读者中并没有得到认可，人们对它一般有两种评价：一、空洞，二、只是一个长篇梗概。
克拉克的《星》是科幻短篇中的经典，它最后那句：“毁灭了一个文明的超新星，仅仅是为了照亮伯利恒的夜空！”是科幻小说的千古绝唱，也是宏细节的典范。但这篇小说如果在国内写出，肯定发表不了，原因很简单：它没有细节。如果说《2001》虽然时空描写的尺度很大，但内涵已写尽，再扩长也没什么了，那么《星》可真