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我们和任何物体的实体其实都没有触碰

 商山书院1124 2016-05-13

教科书上的原子插图其实是错误的,就是几个电子绕着原子核飞速旋转,如同行星绕着太阳转动一样。

先复习一下书本上学过的关于原子的知识:

一个原子由三种基本粒子组成:带正电核的质子,带负电核的电子,不带电核的中子。

中子和质子被约束在原子核内部,而电子分布在原子核周围“旋转”。

把上面两个图相加,才是正确的原子结构图

原子核很小很小,体积只有一个原子体积的千万亿分之一。但原子核的密度特别的大,实际上构成原子的全部质量。打个比喻,假设原子的体积相当于一座故宫博物院,那原子核的体积只有上书房花瓶上一只苍蝇那么大,而且这是苍蝇比故宫博物院的重量大上几千倍以上!

一个原子的内部,就是这样宽敞的,让人惊讶的大空间!

我们身边所触碰的任何实体,其实都是一种幻觉。打个比喻,现在我们踢足球→你的脚和足球之间其实并没有互相撞击→脚和足球的负电荷场互相排斥,以使你产生接触感。

这个类似磁悬浮。

如果不带电荷,你的脚和足球会如同星系那样互相穿堂而过,而没有任何感觉。

就如同你坐在沙发上,其实不是你屁股和沙发的原子堆积在一起→其实并没有坐在上面→而是以间隔一亿分之一厘米的高度“悬浮”在沙发的表面。

你身体的电子和沙发的电子不可调和的互相排斥,达到理论上最密切的程度。

就如同开篇所说,那个行星绕太阳的原子模型是错误的。

在微观世界,电子根本不像在轨道上运行的炮弹行星,而是类似电风扇上旋转的叶片。这个叶片,想要同时填满轨道上的每一个空间。

但有一点与电风扇叶片不同,叶片只是好像同时在每个地方,而电子却真的就同时在每个地方,这个概率可以用量子函数求得。

原子的真实面貌是那么的古怪离奇,和我们宏观世界是那么的格格不入,实际上,我只能用比喻去形容,确实无法精确的描述它。

电子,一种波,它不是像炮弹行星绕着原子核飞快的旋转,而是一多古怪的【没有固定形状】的云。

原子的“壳”不是那种看上去光滑光滑的坚硬的外片,而是绒毛状的电子云的最外一层的结构。

好了,你把它看成刺猬也行。。。〔但也不是,现实世界的东西没有一样和它像的…〕

微观世界的原子有一古怪之处:

在量子世界里,电子可以从一个轨道,跳跃到另一个轨道,而【中间不经过任何的空间】,这个原理科学界尚不能解释。也就是说,物质可以从无到有,但可以突然又从有到无。〔量子跃迁〕

泡利在上世纪20年代的“不相容原理”中提出一个看法:

某些成双结队的亚原子粒子,即使被分开很远的距离,一方可以立即知道另一方的情况。

粒子有一个特性,叫自旋,根据量子理论,你如果确定一个粒子的自旋,那个姐妹粒子马上以【相反的方向,相同的速率】开始自旋,无论它在多远的地方,也许离开几十亿光年,而且反应的速度是同时的。

这个已经被科学家证实了。好比你有两个同样的足球,一个在无锡,一个在大连。你旋转其中一个足球,另一个足球马上以相反的方向旋转,而且速度一模一样。

1997年,日内瓦大学的科学家做出以下试验:把两个光子朝相反方向发送到相隔11KM的位置,结果表明,只要干扰其中一个光子,另一个马上作出预计的反应。

据说,爱因斯坦对这个理论相当恼火,因为它不符合相对论中的光速上限原理,即任何运动和信息传递的速度都不能超越光速,而量子超距传送可以轻易打破规则。

而量子理论学家认为,在亚原子的层面,信息可以以某种办法达到超光速。

为了验证和说明量子世界的神秘和无法直觉的性质,薛定谔提出了一个科学历史上大名鼎鼎的思想实验:

假设把一只猫放进一个箱子,同时放进一个带放射性的原子,这个原子用量子开关连着一小瓶毒药。如果粒子在1h内衰变,它会马上启动毒药瓶,杀死猫。如果没有衰变,则猫活着。

事实上,上述两种假设,你无法预测。因为你的观测,哪怕是用摄像头,都会干扰到结果,得出错误的结论。从科学的角度来看,你无法得出一个结论,只能同时认为猫百分之百的死了,百分之百的活着。不确定!这只猫处于生死的叠加状态。

这样,霍金评价说:

【你无法确切预知未来的事情,要是你连宇宙的现状都无法确切测定的话】。

爱因斯坦从内心,很不喜欢量子力学,因为他信仰平直宇宙,认为一切都可以预测。他说:【上帝不玩色子】。而量子的不确定性使得一切变的不明朗和不可捉摸。这样,宇宙从诞生,到未来,就具有无限种可能→平行宇宙,多重宇宙,蝴蝶效应,混沌论,模糊论……

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