兩千多年前，有一個(gè)叫莊子的哲人，用深邃的目光打量著世界，然后意味深長地吟唱:“一尺之棰，日取其半，萬世不竭?！保ā肚f子·雜篇·天下》）
將哲人的意思翻譯成大白話：一尺長的小木棍，今天取其一半，明天取其一半的一半，后天再取其一半的一半的一半……一直這樣取下去，永遠(yuǎn)都取不盡。
用數(shù)學(xué)語言表達(dá)：如果把小木棍的長度看成是1，那么，1÷2=1/2，1/2÷2=1/4，1/4÷2=1/8……可以永遠(yuǎn)除下去。
物質(zhì)能否無限細(xì)分，是個(gè)永久的哲學(xué)話題。支持可無限細(xì)分的哲學(xué)家，大都秉持著芝諾的思想觀。反對物質(zhì)可無限細(xì)分的哲學(xué)家，源于德謨克利特的古典原子論，認(rèn)為物質(zhì)具有基本單位。
“物質(zhì)無限可分”的觀點(diǎn)，在今天仍然有很多人贊同。
宇宙之中的大部分物體，由原子組成，原子又由原子核與核外電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子又由夸克組成……也許某一天，科學(xué)家還能發(fā)現(xiàn)夸克還可以分割。許多人堅(jiān)持認(rèn)為，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，夸克仍然可以分割，組成夸克的因子，同樣可以分割……
比如，現(xiàn)在的超弦理論認(rèn)為，弦以不同的方式震動得到了不同的粒子，電子、夸克和光子等，都可以繼續(xù)細(xì)分為“弦”。
但是，弦的尺度為普朗克長度，以現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法達(dá)到這個(gè)尺度。超弦理論目前還屬于哲學(xué)范疇，不屬于科學(xué)理論。
量子力學(xué)認(rèn)為，物質(zhì)和能量，都存在著最小單位。物質(zhì)在數(shù)學(xué)中可以抽象地?zé)o限分割，但在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中卻無法實(shí)現(xiàn)。
分割物質(zhì)，有兩種刀：一是物理之刀，二是思想之刀。
物理之刀又有幾種：有日常生活中用的鐵制刀具；有金剛石制成的專用玻璃刀；有超高壓水制成的“水刀”；有激光束制成的激光刀等。這些刀具能夠切割的都是分子以上的宏觀物體。要對亞原子粒子進(jìn)行切割，傳統(tǒng)的刀具當(dāng)然不行了。
要“切割”亞原子粒子，科學(xué)家通常采的是“對撞機(jī)之刀”。例如利用大型質(zhì)子對撞機(jī)(LHC)加速質(zhì)子，使超高速運(yùn)行的質(zhì)子相互對撞，便會“破碎”成更基本的亞原子粒子。這令人想到了猴子砸堅(jiān)果吃的場景。亞原子粒子就是讓科學(xué)家垂涎欲滴的堅(jiān)果，要砸碎它，除了對撞原理，目前還沒有更好的辦法。
思想之刀，即不需要任何物理工具，在思想里面對物體進(jìn)行切割，不受任何技術(shù)條件和物理定律的限制。
思想之刀也可以說成是數(shù)學(xué)之刀，即把一個(gè)物體看成是一，然后除以二得二分之一，二分之一再除以二得四分之一……可以這樣無限除下去。
思想之刀不受技術(shù)條件和物理定律的限制，故可以對物體進(jìn)行抽象的無限分割。
物理之刀則既要受到技術(shù)條件的限制，又要受到物理定律的限制。
普朗克常數(shù)級別的能量子，處于不確定的量子真空漲落態(tài)。在奇妙的量子真空漲落中，一個(gè)能量子會瞬間出現(xiàn)又瞬間消失，會瞬間出現(xiàn)在這里又瞬間出現(xiàn)在那里。
在普朗克常量的極小時(shí)空里面，能量子處于不確定性的量子真空漲落態(tài)，要準(zhǔn)確地測量一個(gè)能量子的位置或動量都做不到，更不要說對其進(jìn)行“分割”了。
應(yīng)用物理之刀分割能量子，必然要對分割對象施加能量。對處于普朗克常量級別的能量子施加能量，要么就是找不到它，要么就是產(chǎn)生出光子或電子之類的新物質(zhì)來。
之所以說在普朗克常量的極小時(shí)空里，對物體的分割失去意義，是因?yàn)榧夹g(shù)條件和物理定律都不允許。就像妖怪國師要砍孫悟空的頭，砍一刀生一個(gè)，砍兩刀生兩個(gè)。由于存在不確定性，你甚至根本無法“砍”到它。
結(jié)合量子真空漲落和不確定性原理，是理解物質(zhì)是否無限可分的關(guān)鍵。
量子系統(tǒng)作為一個(gè)整體而存在，一個(gè)電子不能分割成為半個(gè)電子、一個(gè)光子不能分割成為半個(gè)光子、一個(gè)質(zhì)子不能分割成為半個(gè)質(zhì)子、一個(gè)夸克也不能分割成為半個(gè)夸克，即便是一個(gè)氫原子也不能分割成為半個(gè)氫原子。微觀粒子沒有大小之分，在量子尺度談?wù)撐镔|(zhì)分割便失去了意義。
因此，物質(zhì)在哲學(xué)思辨上可以抽象地?zé)o限分割，但在科學(xué)實(shí)踐上無法實(shí)際地?zé)o限分割。
長久以來，我們一直認(rèn)為物質(zhì)是由各種細(xì)小的基本粒子組成，基本粒子作為一種實(shí)體，與空間和時(shí)間有著絕對的區(qū)別?；蛟S這是一種誤導(dǎo)，物質(zhì)和時(shí)空，到達(dá)普朗克尺度，可能就統(tǒng)一起來了。
網(wǎng)友留言：
相互守望：也許這個(gè)問題還會繼續(xù)爭論。比如說光子就是波，也可以認(rèn)為無限可分。
回復(fù)：其一，當(dāng)你對其進(jìn)行觀測時(shí)，光便會由波態(tài)坍縮為粒子態(tài)；其二，對波的“切割”，會產(chǎn)生干涉效應(yīng)，產(chǎn)生出更多的波來。
天之痕：很久以前思考過這個(gè)問題:如果物質(zhì)可以無限分割，空間就會呈現(xiàn)虛無狀態(tài)。
回復(fù)：物理上的虛空并非一無所有。數(shù)學(xué)上的空間才是一無所有，是純粹的、絕對的、抽象的虛空。
陳子君：我提供一個(gè)思想的方法，如果有最小的粒子實(shí)體存在，它一定有體積，則可進(jìn)一步分下去，它就不是最小的粒子，那最小的粒子如何存在？如果不存在，則整個(gè)宇宙是怎么樣堆疊出來的？
回復(fù)：要理解不確定性原理和量子真空漲落之后，才能更好地討論這個(gè)問題。在量子力學(xué)里面，微觀粒子的確沒有大小。
