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把壹粒沙子放大1億倍,能得到壹個宇宙嗎?

把壹粒沙子放大1億倍,能得到壹個宇宙嗎?

這個問題不再是科學問題,而是心靈雞湯的延伸。很多人相信所謂的壹花壹世界壹葉壹菩提的佛教境界。其實這裏面有壹些哲學道理,告訴人們,在小事中,也能看到壹些大事情的規律。如果我們能正確理解這些道理,可能對人生有壹點好處,但如果濫用,就會陷入鼻地獄。

就像哲學上解剖麻雀的原理,叫麻雀小五臟全。

也就是說,我們在解剖麻雀的時候,也可以看到它的內臟是什麽樣子的,從而推斷同類的鳥是相似的。但是,有人把它推廣到所有動物都相似的地步,這是壹種謬誤。

妳不會認為解剖壹只麻雀就能了解整個世界吧?比如麻雀的五臟會和老虎大象壹樣嗎?會不會和螞蟻蚯蚓壹樣會不會和細菌病毒壹樣?世界超乎想象。花是花,葉是葉,不能劃等號。

原子放大後的樣子。

現在來說說壹粒沙的問題。壹粒沙子有多大?所謂沙塵暴就是把碎石吹起來,應該比較小,壹般在1mm以下,壹般建築用砂的直徑大致在1~2mm之間,最大的碎石只有5 mm,不管多大,都應該叫碎石而不是礫石。

我們拿2mm的礫石來算,再增加654.38+0億倍,也就是直徑200km,能和宇宙比?這裏的礫石增加了6543.8+億倍,裏面的精細結構也增加了6543.8+億倍。這時候沙子的分子結構就展現出來了。沙子由二氧化矽組成,二氧化矽的分子由1個矽原子和2個氧原子組成,分子式為SIO2。在被放大了1億倍之後,分子和原子變成了肉眼可見的沙礫般大的東西。

原子直徑約為10-10 m,約為0.1nm,65438+百萬分之壹毫米。如果把原子的直徑放大10億倍,原子的大小就是1mm,如果放大1億倍,就是1cm。這時,原子和分子變成了宏觀物體,人們可以仔細觀察分子和原子的結構。但由於量子測不準原理,人們無法確定原子核外電子的位置和動量,電子以雲的形狀包裹著原子核,所以人們看不到原子的內部狀態。

這些分子結構非常簡單,原子之間、分子之間都有巨大的空洞。即使再放大,用巨大的能量把電子層炸開,看到原子核裏的中子和質子,結構還是很簡單。有人認為原子可以壹直無限放大和細分,有無數層結構。其實誇克是中子和質子中最基本的粒子,誇克因為誇克禁閉而無法細分,沒有中子和質子就無法單獨存在。

這樣壹個小而簡單的結構,與宇宙無邊無際的復雜結構相比,根本不算什麽。

哈勃體積縮小後的樣子。

首先說說宇宙的大小。科學界現在認為宇宙的可觀測半徑是465光年,這還是哈勃體積,也就是理論上人類可以觀測到的宇宙範圍。宇宙有兩個不可觀測的範圍,過去的視界和未來的視界。

所謂過去視界,是指BIGBANG開始後的38萬年內無法觀測到的世界。

大爆炸初期,由於極端高溫高壓,宇宙不透明,電磁波無法解耦。什麽是脫鉤?縐的意思是“把抽象和現實的強相關性變成弱相關性”。通俗點說,電磁波無法從宇宙的高溫高壓中形成和溢出,人類依靠電磁波來觀察世界。由於當時宇宙中沒有電磁波,所以壹片漆黑,人類看不見。

這個宇宙在過去有多大?沒有人知道,但是科學界有壹個估計,大爆炸之後有壹個暴脹期10-35s。雖然時間只持續了10-33s,但加速達到了100次和2 100次。這種擴張的結果是什麽?我們簡單算壹下,如果宇宙在暴脹前達到1mm的直徑,第壹次暴脹654380億億分之壹秒後,宇宙就膨脹到1340億光年的直徑,比現在的哈勃體積大很多。

也許暴漲前宇宙不是1mm,也許是1mm以上,這些都是未知數。但退壹步說,過去視界的宇宙不會是壹個很小的區域,可能是壹個比哈勃體積更大的空間。

人類現在觀測到的宇宙就是BIGBANG萬年後的樣子,這是上世紀最偉大的科學發現之壹——宇宙微波背景輻射。38萬年過去了,可見光依然沒有解耦,人類無法直接看到宇宙的樣子,但是可以通過電磁波探測到微波背景輻射,這是BIGBANG冷卻後的余燼。

那麽,未來的地平線是什麽?這是基於科學家發現宇宙膨脹仍在加速。埃德溫·哈勃(Edwin Hubble)根據星系光譜的紅移發現了宇宙的膨脹規律,膨脹速度隨距離線性增加,且各向同性。由此得出哈勃定律,表達式為:Vf = Hc x D,其中Vf代表宇宙的膨脹速率,Hc代表哈勃常數,D代表星系的距離。測量哈勃常數,根據這個公式可以計算出宇宙的膨脹速度。

按照這些年測得的宇宙常數,大概是75 km/s MPC。在哈勃體積半徑465光年的邊緣,宇宙膨脹的疊加速度比光速快3倍多。這樣,宇宙在13億光年以上的地方,就會形成壹個未來視界,人類的眼睛只能到達那裏,更遠的恒星永遠也到達不了我們的視網膜。

因此,宇宙不僅有半徑為465億光年的哈勃體積,還有兩個看不見的哈勃體積。這兩個哈勃的體積可能比現在的宇宙還要大。這是原子概括嗎?不要說放大倍數是1億倍,再怎麽放大也比不上宇宙。

哈勃太空望遠鏡拍攝的宇宙深空照片包含10000個星系。

再來說說宇宙的復雜性。宇宙的復雜程度和原子的復雜程度完全不同。雖然原子和宇宙中的壹切都遵循四種基本力,但它們遵循不同的力。在原子層面,它們遵循更強、更弱和更電磁力。宏觀上,宇宙萬物更多遵循的是引力和電磁力,當然也包括強力和弱力。因為原子本身就是宇宙的壹部分。

宇宙中有很多種天體,比如奇點、黑洞、中子星、白矮星、恒星、星雲、星團等。天體結構包括星系、局部星系團(星團)、超星系團、宇宙結構等。每壹種天體類型都包含多種分支結構,而所有這些可見的天體結構僅占宇宙總質量和能量的4.9%和95.5%。38866.88868888661

即使是很小的天體也是由復雜的物質組成的。比如地球上有118種元素,有上億種生物,每壹種都有不同的結構和不同的生死規律。

原子是最簡單的基本單位。雖然關於深層量子問題還有很多未解之謎,但是原子這麽簡單的東西怎麽能和復雜的宇宙相比呢?有沒有可能通過解剖壹個原子來了解宇宙,這樣就不需要觀察和研究宇宙了?

其實這個類比就像互聯網上的心靈雞湯。本質是把科學研究和發現簡單化、庸俗化、虛無化。這讓我想起了網上的壹些人,經常聲稱古代聖賢懂得陰陽五行、無中生有的哲學,說他們的祖先早就明白了宇宙的奧秘,說今天的宇宙科學發現只是證明了他們的理論,等等。

其實這些古語只是對世界的壹些感悟和看法,是壹些道理,有壹定的邏輯。但這些原則可以指導人們建立壹定的看待世界和做事的方式,永遠代替不了具體的科學研究。有些人把這些等同於科研,甚至認為只要學好這些就什麽都懂了,其實恰恰相反。

如果我們遵循這種思維方式,所有的科學現在都不需要研究了。我們現在的幸福生活,我們乘坐的高鐵,我們用手機看的電視,都依賴於特定的科學的發現和研究,而知道這些古語,絕不是自然而然的。

由此可以看很多朋友送的心靈雞湯,是那麽的義正言辭,高尚無比,但是不同的場合又充滿了矛盾,簡直就是高調的歌。對比壹些所謂儒家千年崇拜的語錄,以及壹些大人物、國學大師的發言,和這些心靈雞湯是多麽的相似和契合。

其實我們今天享受的幸福生活,是科學發現和發明賦予的,與這些心靈雞湯無關。希望有這種情結的朋友想壹想,可能會從大夢中醒來,知道要真的養雞,才有雞湯。

就是這樣。歡迎參與討論。感謝閱讀。

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