前些天写了一篇关于宇宙间基本作用力的文章。有网友指出，强核力在相邻的核子间是吸引的，但是如果距离更短，就是排斥的。我一回忆，好像很多年 前自学的时候看到书上确实有这么一段。但是自己再一想，似乎逻辑上没有理由强核力会有排斥性。为什么呢？ 如我上文所述，强核力实际上是泄漏出来的夸克之间的“色力”。 用俗语讲，比方说一个屋子（核子）里住着3个人，这3个人大声说话，隔壁屋子都能听见。但是隔壁屋子听到的声音就小多了。所以，色力远远比强核力要强大。 色力的作用距离比强核力还要短。在更短的距离上还有极为强大的作用力（吸引），没有理由强核力在比这更长一点的距离上就变成排斥力。那么到底是什么理由使 核子在强核力的吸引作用下没有坍塌成一个奇点呢？我想，答案是简并力，英文叫”DEGENERATE pressure”.
所谓简并力，其实并不是一种作用力，而是基本粒子的一种性质。这种性质就是基本粒子在一定程度上是不可以压缩的。这是因为量子力学的支柱之一的泡利 不相容原理。简单的讲，泡利不相容就是讲一个微观体系中（比如原子核中）两个费米子不可以拥有同样的量子态，也就是要么得自旋不同，要么得能级不同，要么 位置和速度不同。如果你把两个核子压缩得很近，这两个核子内的夸克就有可能违反泡利不相容，所以为了避免这种情况发生，当核子中心距离小于两倍简并半径的 时候，就产生一种强大的排斥力。这个排斥力随着距离的进一步缩短而指数上升。所以，核子在一定程度上是不可以继续压缩的。
我们都知道，恒星产生的能量，光和热，是因为其核心部位的核聚变反应，也就是强核力的部分释放。那么自然界中有没有容易观测的简并力的例子呢？答案 是有，而且很多。比如我们的恒星太阳，将来核燃料耗尽后会变成一个白矮星。白矮星就是靠电子之间的简并力与万有引力抗衡，维持星体不再坍塌的。 质量更大的恒星，比如质量在太阳10倍以上的恒星，在内部燃料耗尽后会形成超新星。其核心部位如果超过1.4个太阳质量(这个叫做 chandrasekhar limit), 电子简并力不足以抗衡万有引力，星体就会继续坍塌成一个中子星。中子星是依靠中子的简并力来抗衡万有引力的。但是，简并力并不是没有上限。如果超新星的核 心部位有超过5倍太阳质量，那么万有引力就会战胜中子的简并力，自然界中就再也没有什么力量能跟万有引力抗衡，结果是奇点即黑洞的产生。
我们的宇宙之所以可以产生我们这样的智慧生命，和这些基本作用力和基本物理定律的性质是息息相关的。试想一下，如果没有强核力，就不会有恒星。基本 粒子也不会聚集在一起形成原子核。宇宙里只有电子和质子形成的氢。连氦都不能存在，因为氦原子里有两个带正电的质子。它们之间的排斥会阻止他们稳定地结合 在一起。 而如果没有简并力，原子核会在质子和中子的强核力作用下迅速坍塌成一个小黑洞。因为虽然质子间有电斥力，但是强核力比电磁力强2个数量级。所以没有什么力 量能阻止核子的合并。核子本身的密度是很大的。质子和中子的密度都跟中子星相仿，而中子星表面的逃逸速度是光速的1/5～1/3,所以只要质子和中子的密 度再增加几倍，就会产生奇点。根据霍金的理论，这种原子核塌缩成的小黑洞是非常短命的，因为黑洞质量越小，绝对温度就越高，蒸发得越快。可能只要几个毫微 秒，这些小黑洞就会变成伽玛射线。所以，如果宇宙中没有简并力，宇宙中也不会有稳定的原子核。
