撰文｜戴瑾
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物质不灭的破灭
在中学的化学课上，学到过一条“物质不灭定律”。当汽油燃烧完后，物质并没有消失，只不过汽油中的碳和氢原子，和空气中的氧气结合成了水蒸汽和二氧化碳。各种化学反应，只不过是物质在不同组合之间的转换。
汽油燃烧时的发热，来自于化学反应中，电子能级改变时辐射出的光子。面对光子被辐射的这个事实，相信物质不灭的人，或许还可以坚持狭隘的物质观，说光子不算物质。但一对正负电子相遇，湮灭成两个光子；这显然不像是这对电子内的成分重新组合，变成了光子；而更像电子消灭了，光子产生了（正电子是电子的反粒子，除了带正电，其他一样），如图1所示。
图1正负电子的湮灭
物质不灭是一个假象，只是因为在化学反应中，原子和内部的电子没有足够的能量制造光子以外的粒子。自从上世纪50年代粒子加速器发明后，物理学家们发现，高能粒子碰撞出新的粒子，属于家常便饭。大量新的粒子种类在加速器上被发现，成就了量子场论的大发展。
当有粒子产生或消灭时，参与反应的粒子，一般都会接近光速，必须使用相对论。大部分粒子是有静质量的，产生一个粒子，最低限度需要的能量，由爱因斯坦的质能公式给出。
E=mc2
所以，量子场论，也被看成相对论和量子论的融合。
图2欧洲核子中心的LHC加速器
来源：欧洲核子中心
