無限大無限小         香茂榮

希望能夠找出物質，甚至宇宙的 基本組成．．．．

小時候，愛胡思亂想，望向天際，會想天有多高？宇宙有多大？太空有沒有盡頭？如果真的有，盡頭之外，又是什麼？外太空？外太空之外呢？有時又會想，將物件一直繼續的分細會怎樣？會不會變成無形而消失呢？後來讀了莊子《秋水篇》，其中有：「至精無形，至大不可圍。」可是，仍然沒有答案。 中學時，上潘海紅老師教的「微積分」課，聽到「連續」及「極限」等抽象概念，似懂非懂。又聽到一個數學名詞叫「無限大」的，記得它的數學符號是 ∞ ，簡單的來說，任何講得出的實數都是細過「無限大」。 相對來看，「無限小」也和實數一樣被視為具體的「數」，這些數比零大，但比任何實數都小。現在再提起，仍然是一知半解，只有不再深究。

現在太空船已經可以在太陽系穿梭，而天文望遠鏡又可以窺探到以光年為距離的星際太空，但是「宇宙有沒有盡頭」這一個有人類歷史已經被發問的問題，雖然有很多理論研究，始終沒有肯定的答案。不過，看看以光年為單位的太空宇宙，大到無邊無界，連想象也沒法到達盡頭，頓然感到人類的渺小和無知。雖然現代科技，以幾何級數的步速前進，但許多擺在眼前的問題，仍然未能解決。

講了「無限大」，只有更加模糊起來。「無限小」又怎樣看呢？當我們切蛋糕時，一分為二、二分為四、四分為八．．．完全沒有問題。但繼續分割下去，就會微細到肉眼看不見的地步了，用電子顯微鏡再分，到最細時就是物質的「分子」了。從古至今的科學家，都希望能夠找出物質，甚至宇宙的基本組成。歷史上的先哲在幾千年前就已經懷疑，如果把物質不斷分割的話會不會去到終極呢？整個基礎科學就是沿著這條路線不斷發展的。 回顧歷史，早年的科學家發現分子的存在算是邁出了一大步。隨後的科學家發現分子其實還不是物質的最基本結構，因為分子還可能會發生變化，所以一定是比分子更基本的結構重新組合，才會發生分子變化的事。在這樣的發展下，於是人類發現了「原子」的存在，並由 Mendeleev整理出元素「週期表」這個規律性。藉助於原子這個簡單的規則，就很容易理解所有化學反應的發生。到目前，在「週期表」上已經有118 元素了。

講到原子，很自然會聯想到原子彈，「小男孩」是第二次世界大戰時美國在日本廣島投擲首枚原子彈的名稱。1945年8月6日美軍駕駛 B29 超級空中堡壘轟炸機在廣島相生橋上空投下，約七萬人直接死於小男孩的原爆，大約相同數目的人受傷。隨後再有大量的人，死於核子塵幅射而引起的癌症。懷孕的母親亦因為幅射而出現流產，部分初生嬰兒畸形發育。据統計，到1999年止，死于小男孩原子彈的人數已上升至20萬。發明原子彈，是功？是過？難下定論。

原子是一種元素能保持其化學性質的最小單位。一個原子包含有一個緊密的原子核及若干圍繞在原子核周圍帶負電的電子。原子核由帶正電的質子和電中性的中子組成。隨後，科學家醉心於愈來愈細的粒子研究。 第二次世界大戰結束後，美蘇積極發展核武，大量投資於基礎物理的研究。而基本粒子的研究，直接關係到核武的設計，雙方的投入更是不遺餘力，於是各種粒子加速器就如雨後春筍般的建造，而許多新的粒子也陸陸續續被發現了。當時實驗室發現新粒子的速度非常快，所以曾經有個笑話說，有一位理論物理學家辛辛苦苦的寫好論文，當他投入郵筒走回辦公室翻閱新到的實驗報告時，赫然發現他的新理論已經被推翻了。 科學家繼續探索無限小的粒子世界，天文學家又深研無限大的太空宇宙，再看看莊子的秋水篇寫道：「夫物，量無窮，時無止，分無常，終始無故。」 而我偶爾仰望長空，仍然會問：「天有多高？」

主頁 | 目錄