“下面有足够的空间。” 物理学家理查德·费曼 (Richard Feynman) 在 1959 年如此宣称,预示着纳米物理学的一个新领域:研究非常小的事物。
上周,在三位科学家获得诺贝尔物理学奖后,费曼的这句话一直萦绕在我心头,他们发现了如何产生长度只有百万分之一万亿分之一秒、速度足以追踪激光运动的激光脉冲。 。 化学反应中的电子。
第二天,诺贝尔化学奖颁给了三位科学家,他们学会了如何将原子组装成量子点,量子点非常小,被认为是完全无量纲的。
这些奖项提醒人们,我们人类与大自然最重要的过程展开的规模是多么脱节。
我职业生涯的大部分时间都在写更大范围的事物,特别是宇宙,其中时间以世纪为单位,距离以光年为单位,而每个光年跨越 6 万亿英里。 恒星的生命周期以数百万或数十亿年为单位。 据估计,黑洞可能会存在并贪婪地消耗 10^100 年。
然而,原子的测量单位是纳米,大约是百万分之三英寸。 根据我的同事卡尔·齐默的说法我的身体里有 10 亿个原子,它们被分成大约 37 万亿个细胞,它们承担着让我活着和保持意识的所有工作。
化学反应以十秒为单位进行测量; 可以说,我的 37 万亿个细胞中的每一个每秒都可能发生多达 100 万万亿个化学反应,这是安全的,但也有风险。 说“我包含众多”是一种严重的轻描淡写。
数字让我头晕、疲倦。 你如何能够追踪如此之快发生的如此多的事情,所有这些都受到量子力学的控制,这是非常小的事物的内部规则,根据量子力学,任何东西都可以在任何地方,直到你测量它?
量子事故一直在发生。 为什么我不像薛定谔的猫一样,在量子疯狂中消失,同时死而活? 我只能得出这样的结论:组成我们的占星数字是安全和稳定的。 也许大量的数字是抵御数量不确定性的堡垒。 所以我在这里——我想。
我们人类几乎被困在宇宙尺度的中间——平均长度是宇宙大小的七十亿(10^-24),典型的寿命为几十亿阿托秒。 与难以捉摸的希格斯玻色子的寿命相比,阿秒是永恒的,希格斯玻色子是一种亚原子粒子,在衰变之前存在千分之一阿秒。
根据天体物理学家的说法,宇宙中最戏剧性和最根本的事件之一,即暴胀,在时间开始塑造时空以及居住在其中的粒子和力之后,只花了百分之一快秒(10^-32秒)。它。
正如费曼博士指出的,在我们达到量子物理学的最终极限之前,还有更短的时间和距离尺度:普朗克长度,10^-33 厘米,普朗克时间,10^-43 厘米每秒。 两者均以德国物理学家马克斯·普朗克的名字命名,他取得了量子力学的突破。
有了更多的能量、金钱和创造力,即使我们到达了星星,科学也可能继续穿越内部空间到达这些极限。 我们指甲下和指甲内的世界可以像每晚在我们头顶上展现的奇观一样令人兴奋和惊心动魄。
“创作者。屡获殊荣的问题解决者。音乐布道者。无法治愈的内向。”
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