前些天寫了一篇關於宇宙間基本作用力的文章。有網友指出，強核力在相鄰的核子間是吸引的，但是如果距離更短，就是排斥的。我一回憶，好像很多年 前自學的時候看到書上確實有這麼一段。但是自己再一想，似乎邏輯上沒有理由強核力會有排斥性。為什麼呢？ 如我上文所述，強核力實際上是泄漏出來的夸克之間的“色力”。 用俗語講，比方說一個屋子（核子）里住着3個人，這3個人大聲說話，隔壁屋子都能聽見。但是隔壁屋子聽到的聲音就小多了。所以，色力遠遠比強核力要強大。 色力的作用距離比強核力還要短。在更短的距離上還有極為強大的作用力（吸引），沒有理由強核力在比這更長一點的距離上就變成排斥力。那麼到底是什麼理由使 核子在強核力的吸引作用下沒有坍塌成一個奇點呢？我想，答案是簡併力，英文叫”DEGENERATE pressure”.
所謂簡併力，其實並不是一種作用力，而是基本粒子的一種性質。這種性質就是基本粒子在一定程度上是不可以壓縮的。這是因為量子力學的支柱之一的泡利 不相容原理。簡單的講，泡利不相容就是講一個微觀體系中（比如原子核中）兩個費米子不可以擁有同樣的量子態，也就是要麼得自旋不同，要麼得能級不同，要麼 位置和速度不同。如果你把兩個核子壓縮得很近，這兩個核子內的夸克就有可能違反泡利不相容，所以為了避免這種情況發生，當核子中心距離小於兩倍簡併半徑的 時候，就產生一種強大的排斥力。這個排斥力隨着距離的進一步縮短而指數上升。所以，核子在一定程度上是不可以繼續壓縮的。
我們都知道，恆星產生的能量，光和熱，是因為其核心部位的核聚變反應，也就是強核力的部分釋放。那麼自然界中有沒有容易觀測的簡併力的例子呢？答案 是有，而且很多。比如我們的恆星太陽，將來核燃料耗盡後會變成一個白矮星。白矮星就是靠電子之間的簡併力與萬有引力抗衡，維持星體不再坍塌的。 質量更大的恆星，比如質量在太陽10倍以上的恆星，在內部燃料耗盡後會形成超新星。其核心部位如果超過1.4個太陽質量(這個叫做 chandrasekhar limit), 電子簡併力不足以抗衡萬有引力，星體就會繼續坍塌成一個中子星。中子星是依靠中子的簡併力來抗衡萬有引力的。但是，簡併力並不是沒有上限。如果超新星的核 心部位有超過5倍太陽質量，那麼萬有引力就會戰勝中子的簡併力，自然界中就再也沒有什麼力量能跟萬有引力抗衡，結果是奇點即黑洞的產生。
我們的宇宙之所以可以產生我們這樣的智慧生命，和這些基本作用力和基本物理定律的性質是息息相關的。試想一下，如果沒有強核力，就不會有恆星。基本 粒子也不會聚集在一起形成原子核。宇宙里只有電子和質子形成的氫。連氦都不能存在，因為氦原子裡有兩個帶正電的質子。它們之間的排斥會阻止他們穩定地結合 在一起。 而如果沒有簡併力，原子核會在質子和中子的強核力作用下迅速坍塌成一個小黑洞。因為雖然質子間有電斥力，但是強核力比電磁力強2個數量級。所以沒有什麼力 量能阻止核子的合併。核子本身的密度是很大的。質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,所以只要質子和中子的密 度再增加幾倍，就會產生奇點。根據霍金的理論，這種原子核塌縮成的小黑洞是非常短命的，因為黑洞質量越小，絕對溫度就越高，蒸發得越快。可能只要幾個毫微 秒，這些小黑洞就會變成伽瑪射線。所以，如果宇宙中沒有簡併力，宇宙中也不會有穩定的原子核。
