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          不同的尺子丈量不一樣的世界

          不同的尺子丈量不一樣的世界

          作者:尺子網友????來源:未知????發布時間:2021-03-04 00:07????瀏覽量:

          我們丈量原子尺度的世界,用的是光子、電子、中子等微觀粒子,就是因為在量子力學中,這些微觀粒子的波長,和原子直徑相當。我們或許可以利用能量更高的中微子來丈量微觀世界,但是它和物質的相互作用很少,我們現有的探測工具極其難以測量到它,這正是中微子物理學需要不斷發展的原因之一。不同尺度下的物理世界,是互相關聯在一起的。
           
           
          光子沒有大小,但是(至少)有一個特征尺度(波長)(如果你為此困擾的話,我可以告訴你事實上電子的大小多大現在也是不知道的,但是電子也是有一些特征尺度的,而同時在量子場論中必須把電子處理成點電荷)除了光電效應以外,普朗克關于黑體輻射的解釋也表明了光子的存在。如果有能量或者體積比電子光子小得多的觀測工具,那真是不敢想象,無限小宇宙的測試將是一種什么樣的結果。
           
           
          最大尺度的宇宙學和最小尺度的粒子物理學又是相互聯系的,猶如古希臘傳說中的巨蟒沃若波羅斯咬住了自己的尾巴,不斷循環往復生生不息。理解起來就是:我們生活的物理世界,用不同尺度來丈量的話,看到的現象是不同。還有一個更深層次的含義:不同尺度下的物理世界,又是互相關聯和銜接在一起的。理解不同尺度的下的世界,最關鍵的,是尋找到和這個尺度相當的尺子。
           
           
          為什么不同尺子丈量的世界是不同的?換句話說,不同尺度的世界,需要合適的尺子來丈量。例如,在我們的太陽系,我們看到恒星太陽、八大行星和一大堆小行星,用地球大小的尺度來衡量的話,那么必然是物質分布不均勻的。但是如果拓展到銀河系,太陽不過其中上億顆恒星里面極其普通的一位,整個太陽系對于銀河系來說,不過滄海一粟,就可以把太陽系看似均勻的。
           
           
          再拓展到整個宇宙,星系有無窮之多,星系之間的距離非常遙遠,我們又可能等效認為宇宙中物質分布是基本均勻的。在宇宙的局域范圍內,可以觀測到物質分布的少量不均勻性,體現在微波背景輻射具有空間各向異性,主要就是暗物質和暗能量造成的。這個例子告訴我們,宇觀尺度和宏觀尺度的區別,顯然我們不能用星系之間的距離這么大的尺子來衡量我們地球的半徑。
           
           
          同樣,我們也不能用地球大小的尺子來丈量我們的星系或宇宙,這也是為何有光年等宇宙距離單位出現的原因。再舉一個例子,如果有人跟你說范冰冰的身高是168 厘米,那么你應該可以接受。但是如果說范冰冰的身高是1682463987納米,你心里也許就要打鼓了。顯然,哪怕是一根頭發或一?;覊m在冰冰姐頭上,都會引起這個測量數字極大的誤差。這意味著,用更小的尺子比如納米級的尺子,來衡量宏觀的物體,是不合適的!

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