2.16 夸克是什么？

目录 ／ 附录-3.《第2季：微观粒子》短视频草稿 (V5.2)

如果你按照教科书的说法去理解夸克，脑子里大概只有一句话，它是更小的点，是更基本的粒子。点没有大小，没有结构，只剩下一堆符号和数学式子，很难形成真正的画面感。在能量丝理论里，夸克变得具体得多。它不再是抽象小点，而是宇宙里最小、也最不稳定的小丝环，而且还自带一条明显偏向一侧的笔直纹理。正是这一点点不对称，让夸克成了全宇宙最难单独存在的粒子。

先把画面立起来。想象你在能量海里丢进去一个非常微小的丝环。如果这个丝环卷得很对称，内外拉得差不多，它在海里刻出的直纹路也会比较均匀，比如电子就是这样。能量海会觉得它很顺，不需要特别费力去修正，于是就乐意让它留下来，这就是电子可以长期稳定存在的原因之一。可夸克完全不同，它刻出来的那条笔直纹理明显偏向一边，不对称，歪着的，就像你拿一根橡皮筋捏成一个奇怪的小圈，捏住的时候还能维持，一松手马上就会崩掉，恢复成更自然的形状。

在能量丝理论中，夸克天生不稳，就是因为它的纹理不对称。内外张度在两边完全不平衡，能量海会下意识往某一侧猛拉，想把这种别扭修回去。结果就是，单独存在的夸克根本撑不住，出现得很快，崩掉得更快。你可以把它想象成那种勉强扎起来的发髻，只要风稍微一吹，就会散开变回自然的披发。

那为什么自然界里我们又总是在方程里看到夸克，还说质子和中子里面各有三个夸克呢。关键在于，三个夸克的纹理方向刚好可以互相补上。就像三块不规则的拼图，一块单拿出来怎么看都别扭，边缘乱七八糟，可是三块一旦按对方向拼在一起，之前那些凸起和缺口会刚好互相咬合。对于夸克来说，它们那三条不对称的直纹理，会在组合时拧成一座稳定的纹理三桥，你可以想象三座细细的桥把三只小丝环牢牢连在一起，再加上每一个小丝环本身的张度互相支撑，整个结构就像一颗小小的三脚钉插在能量海里，非常牢固。

这时候如果你想把其中一个夸克硬拉出来，会发生什么。你一拉，这三座纹理桥反而被拉得更直、更紧，张度成本一路升高，就像你想掰断一根越拉越紧的橡皮筋。对能量海来说，直接让这根桥断掉的代价太高，它宁可选择另外一种方式，干脆在中间再卷出一对新的小丝环，也就是再生成一对夸克和反夸克，让原来的连接方式重新分配。结果就是，你越想把夸克单独拽出来，得到的往往只是一堆新的组合体，从来拿不到一颗孤零零的夸克。

这就是所谓的夸克禁闭。在能量丝理论里，它不是把夸克关在某个盒子里，而是从一开始结构就不允许夸克单独存在。只要你强行分离，系统就会用生成新丝环的方式来修补纹理桥，始终保持三个一组的平衡状态。

至于所谓的色荷，教科书里会说有三种颜色，看起来很抽象。放到能量丝理论的图像里，其实就是这三条不对称直纹理的三种互补方向。三条方向必须都到齐，这座小堡垒才能稳定站在能量海里。少了一条，整体的纹理不对称又会暴露出来，张度成本立刻翻上去，小堡垒就会倾向于散开，重新组合成别的更顺的结构。

所以，用一句更直白的话来收尾。夸克不是一个神秘的小点，而是一种极小、极不稳定的小丝环，自带严重不对称的直纹理。单独一个夸克，就像一根被掰成怪圈的橡皮筋，随时想崩回去。只有三个这种怪圈在方向上刚好互补，才能锁成一个稳定的整体，这个整体就是质子和中子这样的大块积木。

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