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神奇的反物质
曾有一篇科幻小说，说的是一对分别来自物质世界和反物质世界的小伙子和姑娘，在星际旅行时相遇，通过信息交流他们相爱了.爱情的力量是无穷的，尽管他们知道一旦走到一起就会爆炸，但他们还是决定实现他们的梦想，当他们激动地跑向对方拥抱在一起时，立即化作一团巨大的光芒，照亮了原本黑暗的宇宙空间.
物质是由分子和原子组成，原子是由带负电的电子和带正电的原子核组成，如果由带正电的电子与带负电的原子核组成原子，那么就是反原子，由反原子就可组成反物质.物质和反物质相遇就会爆炸成光辐射（称为“湮灭”）.反物质是科幻的主要内容之一，不过现在这些科幻内容正在逐步变成现实.今年9月18日，欧洲核子研究中心在英国《自然》上宣布已成功制造出约5万个反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质.反物质再次成为人们关注的对象.
1896年，英国科学家汤姆森发现电子，此后人们对电子的了解越来越深，电子带负电成了金科玉律.直到20多年后，一位物理学家保罗·狄拉克提出.世界应当存在着正电子，人们这才改变了对电子的认识.1932年物理学家C.D.安德森在实验中证实了它的存在.狄拉克后来获得诺贝尔奖，他还有一名著名的学生后来也因多少有点相关的研究（宇称不守恒）获得了诺贝尔奖，他就是中国读者非常熟悉的杨振宁先生.
解释反物质
正电子发现后，科学家提出所有粒子都有其反粒子，如果说粒子组成了物质世界，那么反粒子就会组成反物质世界.为了探索反物质之谜，目前科学家开设了理论和实践两个战场.
在理论上，怎样理解物质和反物质，以及两者之间的关系是当今物理学界一项重大课题，它涉及宇宙诞生之谜.目前，世界公认的宇宙诞生理论大爆炸学说认为，我们现在的宇宙是从约140亿年前一个极小的点爆炸而来的，在那个点之外“没有时间、没有空间、没有能量、没有物质”，是一次偶然事件（量子涨落）使得那个点产生大爆炸，产生了大量的正能量和负能量，而总能量仍然为零.由于能量与物质可以相互转化（这一点在相关的实验室里已经很容易做到），因而大量的能量转化成正物质和反物质.
要想在反物质乃至宇宙诞生的理论研究上取得突破需要新的科学思想指导.其实国内外一些专家已经认识到，大爆炸学说与中国古代思想家描述的宇宙诞生图像非常相似.有科学家形象地说，大爆炸学说的核心是“无中生有”“宇宙是一顿免费午餐”.老子《道德经》中就说：“道生一，一生二，二生三，三生万物.”“有物混成先天地生……吾不知其名，字之曰道.”老认为宇宙是从“道”演化来的，而“道”就是“无”.《易经》：认为“太极”（又称为气，道或无）是世界的本源，世界是“无中生有的”.
既然宇宙是从“无”中演化来的，那么中国古代思想家是怎样描述这种演化呢？《道德经》认为：“万物负阴而抱阳，冲气以为和.”而《易经》认为：“易有太极，是生两仪”，“两仪”是阴阳二气.用现代的话说就是宇宙是从“无”中来的，而“无”产生了“正”、“反”两种宇宙基本组成材料，两者相互作用演化成现在的宇宙.这与大爆炸理论描述的情景何其相似：约140亿年前由“无”产生正能量和负能量，能量形成正物质和反物质，两者相互作用，形成各种基本粒子，在引力作用下，形成各种团块，团块合并收缩成各种天体，逐渐演化成现在的宇宙.
中国古代的班固在《汉书·艺文志》中说“相反而皆相成也.”古往今来的各种真正有价值的学说，都毫无例外地体现了“相反相成”的道理.“相反相成”四个字道破了世间万物的根本.中国古代“无中生有”、“阴阳”相互作用的思想无疑对现代宇宙学的研究有一定的指导意义.量子论之父玻尔认为中国的太极图和《易经》对量子力学研究有很大的启发和帮助，以至于他选择太极图作为自己的徽章标记.很多专家认为，对反物质理论上的研究可以揭示宇宙诞生和演化之谜，在这一过程中中国古代科学思想将重放光芒.
寻找和制造反物质
理论离不开实践作为基础，实践离不开理论作为指导.对反物质的理论研究之所以没有重大突破，是因为现实世界中反物质太少太少.约140亿年前宇宙诞生时产生了大体相等的物质和反物质，那么现在这些反物质到哪里去了？一种解释说在宇宙的某些地方存在着由反物质组成的星系；还有一种解释说宇宙诞生时产生的物质比反物质多了一点，物质与反物质相互湮灭后，剩下的物质就构成了现在的宇宙.由于科学家目前对反物质了解非常少，因此对宇宙诞生和演化以及物质世界构成等问题很难深入研究.
为了进一步探索反物质之谜，科学家在实践上采取了两种途径：一是在自然界中寻找反物质，研究反物质的自然状态；二是在实验室中制造反物质，从更多的角度研究反物质.1997年4月，美国海军研究实验室、西北大学和加州大学伯克利分校等五个著名研究机构的天文学家宣布，他们利用先进的伽马射线探测卫星发现在银河系上方约3500光年处有一个不断喷射反物质的反物质源.它喷射出的反物质在宇宙中形成了一个高达2940光年的“喷泉”.这是宇宙反物质研究领域的一个重大突破.
正反物质相遇可释放出巨大的能量和比普通可见光强25万倍的伽马射线.银河系反物质“喷泉”是通过这一相接证据发现的，因而它对深入反物质的性质帮助不大.为了“面对面”地研究反物质，科学家想到了直接“捕捉”反物质.在地面，由于大气干扰，几乎不可能“捕捉”到反物质，因此科学家把目光投向了太空.
1998年6月2日，美国“发现”号航天飞机携带阿尔法磁谱仪发射升空.这一核心部分由中国科学家制造的仪器，是当代最先进的粒子物理传感仪，目的是去太空寻找反物质.阿尔法磁谱仪这次随“发现”号上天，尽管没有发现反物质，但采集存贮了大量数据.2002年它将被送上国际空间站，进行长达3年的数据采集工作.它对反物质的探索，很可能带来一次科学突破.
在自然界中寻找反物质难度很大，而且很难进一步研究它的性质，因此近年来科学家尝试在实验室中制造反物质.1995年欧洲核子研究中心的科学家在世界上制成了第一批反物质——反氢原子，揭开了人类研制反物质的新篇章.科学家利用加速器，将速度极高的负质子流射向氙原子核，以制造反氢原子.由于负质子与氙原子校相撞后会产生正电子，刚诞生的一个正电子如果恰好与负质子流中的另外一个负质子结合就会形成一个反氢原子.在累计15小时的实验中，他们共记录到9个反氢原子存在的证据.由于这些反氢原于处在正物质的包围之下，因此它们的寿命极短，平均一亿分之三秒（30纳秒）.1996年，位于美国费米国立加速器实验室成功制造了7个反氢原子.此后，在实验室中制造反物质的工作受到很多科学家的高度重视.
目前在实验室中制造正电子、负质子等反基本粒子已是轻而易举，而将正电子与负质子组成反原子尚十分困难，因为将这两种粒子结合在一起并且能证实它们结合成反原子工作十分复杂，因此科学家需要研制功能更强大的研究工具.
2000年8月10日，欧洲核子研究中心宣布用于制造反物质的反质子减速器投入使用.它是一个圆形混凝土盒，周长188米，耗资1150万美元.它利用磁场将高能反质子减速成速度约为光速十分之一的反质子.科学家将利用减速器产生的反质子进行实验，用磁场对反质子进行约束，或将反质子与正电子结合成为反氢原子.
在世界各地9个研究所、39名科学家的通力合作下，欧洲核子研究中心9月18日宣布近日已成功制造出约5万个低能量状态的反氢原子，这是人类首次在受控条件下大批量制造反物质.在本次试验中，科学家对粒子进行减速，“冷却”，最终成功制造出了大量的反氢原子.参与研究的科学家说，这是反物质研究的“一个重要里程碑”.
反物质的用途
科学家研究反物质有什么用呢？科学家目前可预测的一个可应用的特点是物质与反物质相遇会释放出所有的能量，能量释放率要远高于氢弹爆炸，因为后者只释放了物质内所蕴含能量的一小部分，携带反物质进行星际旅行，可以减少携带的燃料质量.不过，一项重大科学突破问世时，是很难估计它的应用前景.曾有一位贵妇人质问电的发现者法拉弟“电有什么用呢”？法拉弟巧妙地反问道：“新生的婴儿有什么用呢？”当100多年前，汤姆森发现电子时，他不会想到这一突破会应用到我们现在的电视、手机、电脑中.20世纪60年代科学家发明激光器时也不会想到激光居然会应用到商店货物上的条形码、身份证上的防伪标记、灯光闪烁的迪斯科舞厅中.回顾历史，我们可以断言，也许在不久的将来，反物质会给我们带来一个又一个惊喜.