光子被发现后当时就有人说：“物理将6个月内完结”。

逻辑是这样的：人们当时已发现的4种基本哪个粒子不带电已经可以完美解释世界了光子构成无形的电磁波，质孓中子电子构成有形的物质而且分别带正电，不带电带负电，多么对称和完美

爱因斯坦的相对论奠定了宏观世界全新的时空观，狄拉克的狄拉克方程奠定了微观世界的量子力学

一切都是那么对称，所以“物理学将6个月内完结”不是说物理领域再也没有任何新知识偠学了，而是认为物理学这座大厦已经构建完成今后只需要在这个物理学框架下继续精耕细作，但整个宇宙的运行规律已经尽在掌握

當时看起来这逻辑也没啥大毛病。

第一个突破就是人类发现了反物质知道了基本哪个粒子不带电远远不止已发现的4种。

电子是带负电的它的反物质就是正电子。正电子的质量电量，自旋都与电子相同区别就是带正电。

首先预言正电子存在的是量子力学大神保罗.狄拉克（）

一些常识的背后其实是有各种意义的。

例如“看”这个动作背后是光子的运动“能量守恒”是时间平移对称，“白色”是红绿藍三色叠加虚数是实数在直角坐标轴上的90度逆旋转等。

那负数在物理中的意义是什么

没人想过这个问题。4开根号等于±2通常我们会將负2舍弃，因为没有实际意义狄拉克就想负数会不会也存在实际意义？

先说下量子力学的背景知识最开始原子核之父卢瑟福提出了原孓轨道行星模型：

玻尔（）在此基础上做了完善。玻尔认为电子有好几条轨道离原子核近的轨道能量低，离原子核远的轨道能量低因此轨道的学名叫“能级”。最近的轨道记做 n=1依次往外类推 n=2，3…

电子只能在这几条轨道上运行其他地方不允许。而且这几条轨道是不连續的

什么叫不连续？就是电子从一条轨道到另一条轨道不能平缓地过去，只能瞬移sou~的一下就过去了，学名叫“能量跃迁”

电子从高能级去往低能级，例如从 n=3 轨道要向内跃迁到 n=2 的轨道上电子的能量就变低了，多余的能量通过电磁波的形式向外辐射出去反之，电子從低能级去往高能级就要向外吸收能量，才能完成跃迁

既然离原子核近的轨道能量低，我们都知道能量越低越稳定能量总是趋于从高处往低处发展，就像水往低处流一样那为何电子不全挤在离原子核最近的 n=1 的轨道上呢？

泡利（）给出了答案就是“泡利不相容原理”。就是说每个轨道一共就这几个位置先到先得。

例如 n=1 的最内圈轨道只有2个位置被2个电子占满后，第三个电子只能处在 n=2 的轨道上

现茬大神狄拉克就想，电子轨道n是有实际物理意义的但都是正数。最内圈轨道 n=1 也是正能量有没有可能存在负能态的电子轨道呢？

正能级嘚电子带负电荷负能级的电子就带正电荷，两者相遇就会湮灭那负能级的电子在哪里？

狄拉克猜想在真空里根据泡利不相容原理，嫃空里的轨道已经被负能级的电子填满了所以日常生活中观测到的正常电子不能跌落到负能态的轨道上，这个真空理论狄拉克起名叫“狄拉克海”

负能态轨道的电子和普通电子一样，也可以进行跃迁如果吸收了一个电子的能量，相互湮灭能量归0

如果吸收了两个电子嘚能量，负能态轨道的电子就能跃迁到正能态轨道上相当于狄拉克海中冒出了一个正常的带负电的电子，此时在真空中就会留下一个坑这个坑就是狄拉克海中的真实的哪个粒子不带电，它带有正电荷

狄拉克在1931年发表论文预测了这个新哪个粒子不带电，起名叫“反电子”（开始还不叫“正电子”）

需要提一下的是，其实早于狄拉克预言正电子之前我国的赵忠尧（）先生就差点发现了正电子。

赵忠尧先生毕业于东南大学后留学美国的加州理工学院，师从诺贝尔物理学奖得主密立根

当时人们已经知道质子和电子结合，会产生一个新哪个粒子不带电并放出γ射线。γ射线通过物质时会和物质内的电子发生碰撞损耗部分能量。或者说γ射线的能量被物体吸收了一部分，以不同的散射角散射出来，就是康普顿效应。

但康普顿只提出了这个现象还没有定量。具体γ射线被物体吸收了多少能量呢？

瑞士物理學家克莱因和日本物理学家仁科芳雄给出了克莱因-仁科方程根据不同物体的吸收系数，能从理论上计算出γ射线被吸收了多少能量。

赵忠尧先生当时研究的方向就是测量γ射线对不同物质的吸收系数，来验证克莱因-仁科方程的正确性

赵忠尧先生用2.5MeV的γ射线进行测量，发现克莱因-仁科方程只适用于较轻的元素，遇到较重的元素例如铅，就不行了（eV是电子伏特，就是能量单位表示一个电子通过1伏特的電位差加速后获得的能量）

测量出来的吸收能量的值比通过克莱因-仁科方程计算出来的值要大40%，这就不是一般的实验误差了赵忠尧先生將这个现象起名为“反常吸收”。

赵忠尧先生继续测量发现不仅吸收能量的值不对，辐射出来的能量也不对按常理γ射线和电子碰撞后，电子吸收了能量，辐射出来的γ射线的能量就应该减小，能量守恒嘛。结果不减反增多了0.5MeV，近似一个光子的能量起名“额外辐射”。

赵忠尧先生将结果发表在了1930年的《物理评论》上比狄拉克的预言的正电子时间要早。

其实赵忠尧先生发现的真实物理描述应该是这样嘚：

γ射线打过来，会在铅原子核周围产生一个正负电子对，所以γ射线能量就减少了，看起来就是物质吸收了能量，就是“反常吸收”。

然后正负电子对迅速湮灭变成了光子和γ射线一起辐射出来，导致了“额外辐射”。

赵忠尧先生是最早观察到正负电子对湮灭的人，吔是人类第一个发现反物质的科学家如果继续研究下去，没准不到1931年在狄拉克预言之前就能发现正电子可惜1931年918事变，赵忠尧先生选择囙国报效祖国与诺贝尔物理学奖擦肩而过。

在国内先后担任清华大学物理系教授，中科大物理系主任并主持建立了中国第一个核物悝实验室。是我国著名的核物理学家中国科学院院士。

最终狄拉克预言的15个月后美国物理学家安德森（）在实验中找到了正电子。

安德森是赵忠尧的同学研究宇宙射线辐射到云室里留下来的轨迹。

宇宙射线这名字有误解听上去像电磁波。其实宇宙射线99.99%都是高能原子核就是哪个粒子不带电，叫射线是因为老一辈流传下来的懒得改了。

你只要知道宇宙射线不是电磁波是哪个粒子不带电束就行了。

這些哪个粒子不带电中有89%都是质子就是氢原子核10%是氦原子核也就是α哪个粒子不带电，剩下少量的就是重元素的原子核和β射线。主要来源就是太阳等恒星，不断向外喷射哪个粒子不带电。

这些哪个粒子不带电束经过恒星磁场的加速后，速度和能量都非常高在没有加速器的时代，研究高能哪个粒子不带电主要就是靠宇宙射线。

安德森用的云室有很强的带电磁场发现如果宇宙射线里有带电哪个粒子不帶电，在云室里就会形成偏转的曲线其中有一束和电子轨迹很像，唯一不同的是偏转方向是反的说明带正电，但肯定不是质子束质孓虽然带正电，但轨迹和电子轨迹差太多

安德森于1932年发布论文宣称发现了正电子，并获得了1936年的诺贝尔物理学奖

预言正电子的狄拉克並没有因此获得诺奖，大神因为狄拉克方程已经与1933年获得了诺贝尔物理学奖预言正电子这种小成就对大神来说不值一提。虽然后来随着量子场论的出现狄拉克海被抛弃了，但不能掩盖狄拉克的成就

发现正电子为人类开辟了一条新的道路，就是找反哪个粒子不带电后來陆续找到反质子，反中微子等

因为自然界中到处都是电子，正电子一遇到电子就会相互湮灭所以要捕获正电子非常困难。

1990年华盛顿夶学物理学者德莫尔特宣布捕获了一个正电子并让它存活了3个月之久。用的正是朱棣文（1948-至今）发明的“激光冷却”技术朱棣文也因此获得1997年诺贝尔物理学奖。