马国梁 （emgl@sohu.com）　2007.04

“物质无限可分吗？”这是一个古老的问题，也是一个现代的问题。

曾有古人云：“一尺之棰，日取其半，万世不竭。”他们把棰看成连续的了。如果物质果真是连续的，那么从理论上将，物质就应当是无限可分的。

毛泽东主席也认为物质是无限可分的。他在同杨振宁的谈话中说：“总之，我认为物质是无限可分的，它不可能停留在一个阶段上。”他还认为：宇宙是无限的。无论从时间上还是从空间上都是无限的。从宏观来说是无限的，从微观来说也是无限的。原子可分，电子可分，我们对世界的认识是无穷无尽的。他主张将“一分为二”的观点贯彻到底。如果停留在一个水平上是没有道理的。

然而现代科学还没有最后证明物质是无限可分的。由于受技术水平的限制，所以现在我们还停留在“夸克”这一层次上。

对于这一问题，现代学者们争议颇多，难分胜负。笔者认为，解决这一问题的途径单靠科学技术的发展是不够的，必须运用强大的逻辑推理手段才行。

我们知道，实物质都是量子化的。粒子的层次越低，体积越小，其平均密度就越大。例如宇宙的总平均密度，在可以观测的范围内其大小是

1000亿×1000亿个太阳质量/半径为100亿光年的球体积 = 6×10^(-27) 千克/立方米

当除去星系间的空间后，星系的密度定将增大。如银河系的总平均密度变为

1000亿个太阳质量/（π×5万光年×5万光年×1万光年）= 3×10^(-21) 千克/立方米

因为空气的分子间有很大的空隙，所以空气的密度为1.29千克/立方米。

而液体、固体的密度数量级则为1000千克/立方米，这也是分子、原子的密度数量级。

通过计算可知，核子的密度为2.4×10^17 千克/立方米。

如果核子是由夸克组成的结构体，那么其内部就还有空隙，夸克的密度将会更大。

由上可以推断：粒子的层次越低，虽然它的质量会越小，但它所占据的空间就更小，从而使它的密度就越大；如果物质可以无限细分，那么粒子的质量就会趋于0，它的体积就会更快地趋于0，从而使它的密度趋于无穷大，成为名副其实的“质点”。

我们还知道，每种粒子周围都有自己的场。粒子和粒子间的相互作用无非就是吸引、排斥和无作用三类。对于各级相互排斥的粒子和中性粒子来说，它们可以充满宇宙间的所有空间，从而构成均匀、连续、统一和无限的空间背景。这些粒子向下可以无限小，也就是说组成空间背景的物质可以无限细腻。其中最小的粒子与周围的场已经无法区分。由最末级粒子组成空间基态场，基态场是形成各种粒子场的基础。

而对于相互吸引的粒子来说，它们不可能绝对均匀的分布在空间中，而是有相聚成团的趋势。从而呈现出“均匀中有不均匀、不均匀中有均匀”或者说“总体均匀、局部不均匀”的现象来，以至最终形成现在的各级粒子系统。这些粒子系统，由于斥力或者内部运动的存在，所以它们不可能无限收缩，其大小规模将稳定在一定程度上。分析计算表明，各级粒子的运动速度都不会超过光速。例如电子在引力强大的质子附近，其运动速度也只有

v = e SQRT[ k/ (r。+ r ) m ] = 2.5×10^8 米/秒

因而我们现在还没有理由认为“不存在无穷小的引力型粒子”。

这样以来，我们一开头所提的问题也就大致解决了。从理论上我们认为：物质应当是无限可分的。组成物质世界的最基本的物质成分只有两类：一类是密度趋于无穷大、体积趋于0的“质点”（相当于1）；另一类是密度有限、但充满所有空间的“场”（相当于0）。但从实验技术上我们则认为：物质是有限可分的。因为地球的寿命是有限的，我们人类的寿命也是有限的。即使我们的科学技术发展的再快，最终仍是要停止在某一个水平上。人类灭亡了，但组成物质的各级粒子却依然存在着，只是到那时再也没有人去认识它们罢了！

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