我想把最冷僻的知识,浪漫地说给你听

作者: 星玫

来源: MorningRocks

发布日期: 2018-05-26 10:36:18

本文通过一系列的科普内容,探讨了从宇宙到微观世界的各种知识,旨在以浪漫的方式传递冷僻的科学知识,激发读者对世界的好奇心和思考。

我想把最冷僻的知识,浪漫地说给你听。五千万年听起来并不算久得离谱,不知道这会否让你恐慌;漂浮的构造板块移动速度大约是每年4厘米,但对于这个数字你又有什么概念呢?知道它大约相当于你指甲隐秘生长的速度,整个感觉会有趣得多。大多数人对宇宙间的神奇事物具有本能的好奇心,喜欢看未解之谜,感兴趣金字塔和百慕大三角,对于玄妙的量子能点评几句,也时常举例薛定谔的猫。但大多数人到底对现代科学了解多少?

他们想探究事实的真相,可好奇心在真正的科学未达到面前时就已经消失殆尽了。我曾为仙女座星系M31写过一篇文章《一片终将与我们相遇的小云》,它是一座看起来就像是银河系本身的岛。来自仙女座的光跑了整整250万年才到地球,经历的时光大概有人类的进化史那样长。我始终认为,科学也是一种信仰。总要有人写诗唱曲,把教义中最美的部分铺展开,执着地去传教。对于这个世界,你认为你了解的已经足够多了吗?

你上一次翻开课外书,自学与工作课业无关的知识,又是什么时候?我们似乎对已经拥有的一切,感到稀松寻常,但其实光是对于「我们为何存在于此」的哲学问题,就值得对着星空痛饮,沉思好几个晚上。哪怕是身边最寻常的一切,都有神秘的来源:曾经为了定下一套共有的长度单位,百年来人们想尽了办法。

他们尝试推行过「英尺」(似乎来源于某位皇室成员的脚板长度,但已不可考)和「英亩」(一头牛一天能犁完的土地面积),都因为定义太模糊而不成功。到了18世纪,法国开始推行「米」这个度量单位,其基础长度为极点到赤道距离的千万分之一,或者说地球周长的四千万分之一。不幸的是,地球并不光滑,也不是个完美的球体,这个定义仍不精准。最后,他们将「一米」定义为某根铂铱合金棒上两条刻度之间的距离(放弃客观了,很任性)。

科学家们仍然热切地想从大自然中找到绝对公平的基础长度。1960年的国际计量大会(真的有这种会)上决定,以氪86原子辐射出的特定橙红光波长为基础来定义米。但这太geek了吧!根本听不懂!不够自然!最终,1983年,人类总算从全宇宙最公正的自然元素「光」身上达成共识,确定了真正的「一米」:光在真空中行进1/299792458秒的距离。是的,这又涉及到了「秒」的定义,以后还会另外详加描述。

从人类的科技树开始生长已过去数千年,可仅仅在距今34年前,我们才总算精确、稳固地定下了全人类文明通用的基础长度。自此,我们的房屋面积、身高甚至咖啡杯的尺寸都在用光速来衡量,这也算是件非常酷的事了吧。这一张书签,是在尝试「用宇宙的方式说情话」:排除掉有毒的气体环境,滚烫的地面和险象迭生的地质变化,40亿年前那场持续了百万年的大雨是个理想化的浪漫存在。有些真相会让人感到遗憾。

但同时也会让你看清,在极度大的地方(比如宇宙)和极度小的地方(比如分子)里,世界的运行规则将完全超出你的理解与想象。在现实世界里,你们牵手时会有温暖的甜蜜。但在微观世界中,随着他/她的手向你的手靠近,你皮肤里的分子会绷得紧紧的,彼此挤在一起,共同努力推开步步逼近的另一只手——你以为你的手是个坚实、完整的固体,其实,你体验到的一切都是电磁力的相互作用。

原子的尺寸大约是零点几纳米,最小的原子(比如氢和氧)直径都在100皮米(1米的一万亿分之一)左右,这个尺度也被称为「埃」,它的符号很漂亮,写作Å。原子与原子并不接触,只是由电磁力束缚在一起。所以哪怕握得再紧的手,之间也至少隔着1埃的距离。有点让人忧郁。如果你失去了身体内所有DNA,你的体重会在一瞬间减少150g——这少掉的一点点质量,也许才是地球生命真正的宿主。

换一个角度去理解世界,可以是件很有趣的事情。比如在牛顿的时代,刀就是刀,苹果就是苹果,时空是万事万物的绝对标准;而到了爱因斯坦的时代,敢于挑战「真实」的人们开始思考:物体也许不是存在于一个固定的空间中,而是物体之间的关系定义了空间本身。于是到今天,我们的所有测量均离不开一个基本问题:尺寸决定于空间。我们永远无法得知一个物体固有的、绝对的尺寸,而只能得到它相对于其他物体的参数。

从这个角度去理解世界,我们花了百年好不容易得到的「米」的定义,又狭隘了。(摊手,反正我们只是由DNA操控的繁衍工具而已)殖民火星非常重要,这不仅仅体现在我们能够成功实现异星基地、为地球生命做备份,还标志着「地球人类」将成为一个新的宇宙种族:知道如何向新行星扩张以及将它们地球化,这将赋予我们一项极为重要的技能,使人类这个种族长久不衰。

这些是「软科普计划」的前10张,希望每一张都能给你带来一些新的思考。跟以前一样,高清无水印的原图,你可以在网站morning.rocks或者微博@MorningRocks里下载到;这个新系列也将以100张为目标继续下去,会不断切换角度、文字方式和感觉,让「有趣而无用」的知识更多地传播出去。谢谢一直陪伴我的你们,可以留言给我诉说你的看法(比如「字体还是原来的好看啊!

」「我不要看科普,我要看书签」...),但是我是不会听的(傲娇脸)。我只是在做一件自己喜欢的事而已啊~「有时候人们会说,科学家不懂浪漫,他们的寻根究底破坏了世界的美丽与神秘。」卡尔·萨根说起这件事,然后接着说:「但是...多了解一点真相,并不会让落日减少浪漫一点啊。」

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