140億年前，我們的宇宙從一個極熱和致密的點開始迅速膨脹。所有的物質(zhì)和反物質(zhì)都應(yīng)該在那個時候相互湮滅，只留下能量。但是！有一部分物質(zhì)存留了下來。（為什么物質(zhì)會在那場“戰(zhàn)役”中獲勝，科學家還不知道。
這些“活”下來的粒子構(gòu)建了我們現(xiàn)在可見的宇宙，包括恒星、星系和氣體等等。經(jīng)過漫長的演化，恒星不斷的死亡和誕生，產(chǎn)生了許多構(gòu)成生命必須的元素?？梢哉f我們都是恒星的產(chǎn)物，天文學家近期通過繪制銀河系生命元素的分布證明了這一點
為了更清楚的了解我們與這些基本粒子之間的緊密聯(lián)系，我們來看下面的一些事實。
【構(gòu)成我們的粒子】
△ 圖中顯示了構(gòu)成人體的四種常見元素：氫（Hydrogen）、碳（Carbon）、氮（Nitrogen）和氧（Oxygen）。這四種原子，各自帶有不同的中子、質(zhì)子和電子的數(shù)量。右下的兩個三角狀是質(zhì)子（proton）和中子（neutron），它們都是由上夸克（u）和下夸克（d）組成，夸克間的力由膠子（g）傳遞著。
人體的質(zhì)量有>97%都是由碳、氫、氮、氧、磷和硫組成的。當然，剩下的包含了很多其它生命體所必須的元素。
人體內(nèi)的大部分細胞大約每7到15年都會更新一次，而組成這些細胞的粒子其實已經(jīng)在宇宙間存在了數(shù)十億年。我們身體的氫原子是在宇宙大爆炸時產(chǎn)生的；碳、氮和氧則是在燃燒的恒星中產(chǎn)生的；而體內(nèi)最重的元素則是在恒星大爆炸中制造出來的。
一個原子的大小取決于原子內(nèi)電子的平均位置。原子核比它的“宿主”小10萬倍。打個比方，如果原子核有花生的大小，那么原子就有一個棒球場那么大。原子間存在著很多空隙，如果把原子的空隙都抽取掉，那么我們整個人類都可以被裝進一顆方糖內(nèi)！
從上述事實中你或許可以猜到，這些粒子的質(zhì)量只占據(jù)了我們身體的一小部分。在原子核內(nèi)的質(zhì)子和中子各自都是由三個夸克組成的，而夸克的質(zhì)量是由它和希格斯場的相互作用決定的，但也只占了中子和質(zhì)子百分之幾的質(zhì)量。膠子把夸克束縛在一起并傳遞著強核力，但它是完全沒有質(zhì)量的。
這就奇怪了，如果我們身體的大部分質(zhì)量不是來自這些粒子的，那是從哪里來的？答案是能量！科學家相信我們身體的大部分質(zhì)量都是來自這些夸克的動能和膠子的結(jié)合能。
【我們制造的粒子】
△ 人體之所以會產(chǎn)生輻射是因為攝入了大量的食物和酒水，吸入空氣中的鉀-40和碳-14會在身體內(nèi)衰變并產(chǎn)生正電子，正電子會和電子湮滅往外輻射光子。
說完了構(gòu)成我們的粒子，那么人體會不會制造粒子呢？事實上，每個人都是一個小型的放射性粒子的礦廠。人體每年會制造40毫雷姆劑量的天然放射性物質(zhì)。這個劑量大概是你做了四次的胸部X光的檢查。如果你每天和自己的愛人都睡在一起8個小時，那么你接收到的放射性劑量會增加1到2毫雷姆。
注：雷姆是用來描述輻射強度的物理學單位，是一種劑量當量的單位。
我們之所以會輻射是因為我們攝入了大量的食物和酒水，甚至是從空氣中吸入了鉀-40和碳-14。它們會和身體內(nèi)的分子結(jié)合，并最終衰變，在你體內(nèi)產(chǎn)生輻射。
當鉀-40衰變的時候，它會釋放出正電子——也就是電子的反物質(zhì)，所以身體內(nèi)也會包含微量的反物質(zhì)。人類每天平均能產(chǎn)生超過4000個正電子，大概每小時180個。這些正電子并不會呆太久，因為它很快就會和身體內(nèi)的電子發(fā)生湮滅而往身體外輻射伽瑪射線。
在身體里產(chǎn)生的放射性物質(zhì)只是非常小的劑量，并且是無害的，所以不用擔心。一個人平均每年會接收到620毫雷姆劑量的輻射，這包括了攝入的食物，居住的房子，每天走過的巖石和土壤等，在很多環(huán)境下我們都會被暴露在輕微的輻射之下。如果你多吃一點巴西堅果和頻繁去看牙醫(yī)也會增加幾毫雷姆。抽煙最糟糕，一下子可以增加一萬六千毫雷姆，戒煙??！
【轟炸我們的粒子】
△ 來自太空的宇宙射線，中微子和暗物質(zhì)無時不刻的都在穿過我們的身體。
轟炸！轟炸！轟炸！人類的身體每天都被不計其數(shù)的粒子轟炸，而毫無察覺！這都是哪些粒子干的好事呢？
首先要說的是宇宙射線，它們是來自外太空的高能粒子流，以接近光的速度進入地球的大氣層。宇宙射線會與大氣層里的其他原子核碰撞而并產(chǎn)生介子，這些介子也會衰變成μ介子和中微子。緊接著，這些粒子就會穿透大氣層到達地球表面，并不斷地穿透我們的身體。這些粒子每年會在我們的體內(nèi)增加大約27毫雷姆的輻射劑量。有時候，這些宇宙粒子可能會破壞我們的基因組織，導致微妙的基因突變，這或許是也是人類進化的一個重要因素。
每天我們都沐浴在陽光之中，但除了光子，太陽也同時釋放大量的中微子。中微子是我們身體的?？?，每秒鐘大約有數(shù)萬億來自太陽的中微子穿過我們的身體。除了來自太陽，中微子也有其它的來源，包括其它的恒星和地球。
有許多中微子在宇宙誕生的幾秒后就已經(jīng)存在了，比我們身體的原子還老。但是中微子幾乎不與其它的物質(zhì)作用，所以即使它們穿過我們的身體也不會留下任何痕跡。這也使科學家極難捕捉到它們。
除了中微子，我們或許也經(jīng)常要面對暗物質(zhì)（如果存在的話）的轟炸。暗物質(zhì)不輻射，反射和吸收光線，使它變得難以探測，但是科學家通過計算認為暗物質(zhì)構(gòu)成了宇宙中80%的物質(zhì)。
通過計算暗物質(zhì)在宇宙中的密度，科學家認為每秒鐘都有成千上萬的暗物質(zhì)穿過我們的身體，暗物質(zhì)大約每分鐘會有一次與身體內(nèi)的原子發(fā)生碰撞。但是暗物質(zhì)跟構(gòu)成我們身體的物質(zhì)只發(fā)生輕微的作用，所以它們幾乎不會對我們的身體造成任何顯著的影響。
通過這些，相信讀者都已經(jīng)能夠體會到基本粒子其實跟我們之間的聯(lián)系是如此緊密，因此不要再生出“粒子物理學對生活并沒有什么卵用，為什么要耗費大量資金去研究它？”這樣的疑問。
撰文：Ali Sundermier
編譯：Feynman
圖片來源：Artwork by Sandbox Studio, Chicago with Ana Kova
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