你每天都吸入梦露的气息
——量子论和相对论原来也可以这样解释
新浪科技讯北京时间11月21日消息,据《每日电讯报》报道,如果你依旧对量子论和相对论困惑不解,那么建议看一看马库斯·查恩的新作《量子论不能伤害你》(Quantum Theory Cannot HurtYou),这本书以浅显易懂的方式将最为深奥的理论说得明明白白,试图让一切难以理解的理论变得简单起来。
每天吸入梦露的气息?
你知道吗?你身处房屋顶层要比你身处最底层衰老得快,你每一次呼吸都会吸入玛丽莲·梦露呼出的原子?或者,如果物质全部被挤压成真空,人类能轻而易举填补糖块的真空。事实上,科学远比科幻小说更奇妙,我们发现自己所处的这个宇宙比我们发明的一切事物都令人不可思议。作为21世纪现代物理学的两大支柱理论,量子论和相对论最能体现这一点。相对论揭示了黑洞的奇异世界,告诉我们宇宙竟然有起源!
量子论给我们提供了关于自然界的新的表述方法和思考方法,带来了激光、电脑、苹果iPodnano播放器等一系列发明创造,还解释了太阳发光过程及地面是固体的原因。至于你不断吸入来自玛丽莲·梦露的原子,说它与量子论存在直接联系有些言过其实。尽管如此,这一过程同原子——如同将我们拼装起来的垒高玩具——属性存在联系,量子论从本质上讲是描述了这个微观世界。
重要的是,要意识到原子很小,如果想要将这句话末尾的句号填满,则需要100亿个原子首尾相连。这意味着,你每呼吸一次,数以万亿计的小颗粒会喷射到空中。一阵风袭来,会将它们均匀地扩展至地球大气中。一旦发生这种状况,大气的每次“呼吸”都会包含你呼出的一两个原子。所以,一个人每次呼吸时,他们也将吸入或是你,或是玛丽莲·梦露,或是亚历山大大帝,或是地球上最后一条暴龙呼出的原子。以上事例不仅说明了原子有多么渺小,还表明它们还具有令人感兴趣的空洞。
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汤姆·斯托帕德这样描述了绕原子中心的核子运转的电子:“攥紧拳头,如果你的拳头如原子核一般大,那么原子就同圣保罗的一样大,如果碰巧是个氢原子,那么它就只有一个电子大,像飞蛾一样在空荡荡的教堂飞来飞去。”很难想象,还能有比这更贴切的描写来形容我们有多渺小、多可怕。原子为何如此空洞?或者换句话说,原子与它们小小的核心相比为何如此庞大?
归根结底,这全是因为对量子世界特征的定义——其“居民”拥有奇异、可分裂成对立面的本质。它们的一举一动既能像本地化、子弹似的“颗粒”,也能像碧波荡漾的“波涛”,更像池塘中的涟漪。想象这一幕,一定会让你头疼不已。物理学家不得不接受这种理论,即电子及相似物质与日常世界的一切事物均存在显著差别。需要指出的一点是,波占据了大部分空间。这就是电子(还化身为波)不能包含于小容积物体中的原因所在,也是原子比你想象的更大的原因所在——真空99.9999999999999%的区域都由其构成。









