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23、PROWESS08 真空(四) ...
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“……”
赛诺在手机上回覆“忙碌中”的贴图给青梅竹马。
“讲得我都有点激动了,不好意思。”乔艾尔说,“虽然太空人漂浮在宇宙空间里乍看之下完全漆黑一片,不过那只是因为我们肉眼的可见光太少了。X射线、紫外线、红外线,无线电波还有很多透过波长区分的光,都是我们的眼睛无法观测到的,啊还有,以前科学家不是认为宇宙里充满传递光波的未知物质以太?”
“那是游戏里才会有的鬼东西。”
“也就是说,我们只能看见刚好进入眼睛里的光,这么说没问题吧~?”雀儿喜推了推眼镜,“可是从云间透出来的光带,看上去就像往其他方向行进的光轨迹耶~”
“哦那个啊──是灰尘!”龙水走过来回答,“很好理解,光照射在灰尘和水滴上面,轨迹改变至肉眼所及之处的散射现象!”
SAI在一旁补充,“真空里不存在物质,因此不会有散射,不管光轨迹如何、光线有多强,只要与我们的所在方向不同,就不可能看见光。”
赛诺的手机屏幕很快暗了下去,他开口:“在学习理科方面,普遍的共识是如此──生物的尽头是化学,化学的尽头是物理;物理的尽头是数学,数学的基础应用逻辑是哲学,哲学之上的架构是神学──人类那莫名其妙却伟大的想像力。”
千空绕富兴味地迎上赛诺的目光,“‘云中城堡本就没有建筑规则可言啊’。”
赛诺回以微笑,“接下来,我稍微说明宇宙诞生之初,和真空互相关联的小故事,希望能够启发在场的各位。”
“磁场和电场可以使用具有方向和大小箭头的向量表示,而千空刚才提过的希格斯场是纯量场,他只能以‘0’、‘1’等数值来表示。为什么希格斯场是纯量场,对吧?因为希格斯场必须在真空中保持各向同性,这句话的意思是宇宙在任意方向上,应当看上去是一致的,空间中没有特定的优先方向。假设希格斯场是向量场,它会为宇宙定义出 ‘真北’、又或许是某个上帝存在的绝对方向,这显然违背我们所知的空间对称性。”
“光在真空中的前进速度是每秒30万公里,这是自然界的最高速度,没有任何东西可以超越光速。甫诞生的高能量真空即宇宙、希格斯场的值为0,无法发挥作用,基本粒子在没有希格斯场的阻力、皆以光速飞行之下,你们既然能够很快联想到原子无法成型这件事,那就更不用提由原子构成的人类,当然不可能存在。”
“过了不久之后,宇宙膨胀冷却,希格斯场相变,除了光子,所有的基本粒子与希格斯场发生交互作用,粒子减速、无法随心所欲地移动。”
“基本粒子因而有了质量,至于中子与质子如何获得质量的相变成因,我们以后有机会再谈。经过约37万年后,宇宙变得更冷,减速的电子与质子之间,因为静电吸引力的作用,诞生出原子,形成氢原子……”赛诺说到这里,停顿了一下,才继续道:“很遗憾,NASA专攻的范围是太空探索,并没有建设大型强子对撞机,但你们必须知道这个由周长27公里环状管组成的高能粒子加速器,实现‘将质子在真空管中加速接近至光速,使质子束在侦测装置中正面对撞’ ,证实出希格斯场的存在。”
“‘逻辑能引导你从A到B;想像力却能让你遨游四方’。在量子力学中,微观世界受量子涨落支配。现在,我将这个写上问号、近似真空的正方体,以微观世界的尺度向你们放大揭示──”
“你们有什么全新的想法?”