Physics 版 (精华区)

发信人: FDTD (放荡*坦荡), 信区: Physics
标  题: 生命是什么 -- 4
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年05月09日11:15:04 星期五), 站内信件

发信人: saaa (钩月), 信区: Science
标  题: 生命是什么 -- 4
发信站: 瀚海星云 (Sun Aug 11 14:49:34 2002)


4. 为什么原子是如此之小？

    阐明"朴素物理学家的观点"的一个好方法是从这个可笑的、近乎是荒唐的问题开始

的：为什么原子是如此之小？首先，它们确实是很小的。日常生活中碰到的每一小块物

质都含有大量的原子。要使听众了解这个事实，曾经设想过许多例子，但没有比凯尔文

勋爵所用的一个例子能给人以更深刻的印象：假设你能给一杯水中的分子都做上标记，

再把这杯水倒进海洋，然后彻底地加以搅拌，使得有标记的分子均匀地分布在全世界的

所有海洋中；如果你在任何地方从海洋中舀出一杯水来，你将发现在这杯水中大约有一

百个你标记过的分子。

    原子的实际大小约在黄色光波长的1/5000到1/2000之间。这个比较是有意义的。因

为波长粗略地指出了在显微镜下仍能辨认的最小粒子的大小。就拿这么小的粒子来说，

它还含有几十亿个原子。

    那么，为什么原子是如此之小呢？

    这个问题显然是一种遁辞。因为这个问题的目的并不是真正在于原子的大小。它关

心的是有机体的大小，特别是我们的肉体本身的大小。当我们以日常的长度单位，比如

码或公尺作为量度时，原子确实是很小的。在原子物理学中，人们通常用所谓埃，即一

公尺的一百亿分之一，或以十进位小数计算则是0.0000000001公尺。原子的直径在1到2

埃的范围内。日常单位（对它而言，原子是如此之小）同我们身体的大小是密切相关的

。有一个故事说，码是起源于一个英国国王的幽默。他的大臣问他采用什么单位，他就

把手臂向旁边一伸说："取我胸部中央到手指尖的距离就行了。"不管它是真是假，这个

故事对我们来说是有意义的。这个国王很自然地会指出一个可以同他自己的身体相比较

的长度，他知道其他任何东西都将是很不方便的。不管物理学家怎样偏爱"埃"这个单位

，但当他做一件新衣服时，他还是喜欢别人告诉他新衣需用六码半花呢，而不是六百五

十亿埃的花呢。

    这样就确定了我们提出的问题的真正目的在于两种长度--我们身体的长度和原子的

长度--的比例，而原子的长度具有独立存在的无可争辩的优越性，于是，应该这样提问

题：同原子相比，我们的身体为什么一定要这么大？

    我能够想像到，许多聪明的物理学和化学的学生会对下列引为憾事的，就是说，我

们的每一个感觉器官，构成了我们身体上多少是有点重要的部分，因而（从所提到的比

例大小来看），它们是由无数原子组成的，这些感觉器官对于单个原子的碰撞来说是过

于粗糙了。单个原子我们是看不见，摸不到的。我们关于原子的假说远远不同于我们粗

大迟钝的感官所直接发现的东西，而且也不能作直接考察的检验。


合乎自然界的这些定律，我们能从这种事态追溯到某种最重要的原理吗？

    这是物理学家能够完全搞清楚的一个问题。对所有提问的回答都是肯定的。


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天下英雄出我辈，一入江湖岁月催；
王图霸业笑谈中, 不及人生一场醉！
※ 来源:．瀚海星云 fbbs.ustc.edu.cn [FROM: 202.38.76.218]

※ 修改:．saaa 於 Aug 11 14:50:00 2002 修改本文．[FROM: 202.38.76.218]

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我要离开尘世的喧嚣,漂流到宇宙的彼岸,

去用心聆听苍穹深处最美妙的音符.

※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.247.106]