世界到底有多“小”
2020/12/28 22:16:28 量子学派
——世界到底有多“小”，我们并不知道
1
从宇宙看银河系
10^-43秒，宇宙诞生；
40多亿年后，银河系开始形成。
我们熟知的银河系，直径约为17万至20万光年。
大量气体尘埃，拥有上千亿颗恒星。
人类如果能够造出光速飞船，也需要20万年才能飞出银河系。
但如果踏上“宇宙”肩膀，银河系其实很小。
银河系只是拉尼亚凯亚超星系团的一名成员。
这个“无尽的天堂”横跨5亿光年，包含10万个星系。
不过，在可观测宇宙中，像“拉尼亚凯亚”这样的大尺度结构，大约就有1000万个。
可观测宇宙直径约为930亿光年。
银河系只占据到它的万亿亿分之一。
如果把宇宙比作一栋长宽高几百米的大楼，
银河系就是这栋大楼边角的一只不起眼的蚂蚁。
我们眼中不可跨越的星际，它竟然那么“小”。
2
从银河看太阳系
宇宙诞生后的100-150亿年，太阳系诞生。
太阳系以太阳为中心，包含八大行星。
拥有数以亿计的小天体和彗星。
旅行者1号飞行了40多年，也仅仅是抵达太阳系的边缘地带。
但这样一个庞大的集合体，其实也只是一个“小”世界。
太阳系位于银河系的一个悬臂上，距离银河系中心2.6万光年。
如果太阳系想绕银河系公转一周，需要花费2.26亿年的时间。
太阳系的直径为4光年，与银河系相比，
就像一颗乒乓球放在一个100万公里的球体前，相形见绌。
这个我们仍无法飞越的母星系，原来也很小，不过是沧海一粟。
3
暗淡蓝点
1990年，旅行者1号回眸，为地球拍下了一张珍贵照片。
这一次回眸，没有带给人类惊喜，没有让人类兴奋，只给了人类无尽的敬畏。
地球，在照片中只不过是一个微不足道的“暗淡蓝点”。
卡尔·萨根后来在《暗淡蓝点》一书中提到：
在浩瀚的宇宙剧场里，地球只是一个极小的舞台。想想所有那些帝王将相杀戮得血流成河，他们的辉煌与胜利，曾让他们成为光点上一个部分的转眼即逝的主宰…在庞大的包容一切的暗黑宇宙中，我们的行星是一个孤独的斑点。
如果不是将地球从照片中标记出来，很难会注意到它的存在。
我们赖以生存、引以为豪的地球，不过是太阳系的百分之一。
甚至不需要和整个太阳系相比，只与自家母星系的其他行星相比：
海王星有58个地球那么大，天王星有65个地球那么大…
整个太空就是一个巨大无比的沙盘，地球只不过是这个沙盘中的一颗微粒。
如果真有一艘外星飞船从地球掠过，在它眼中，70亿人口不过是一个质点而已。
4
一个文明有多小
流经伊拉克的底格里斯河和幼发拉底河的两河流域，
产生饮誉世界的两河文明，孕育璀璨夺目的古巴比伦文明。
古巴比伦文明创造了灿烂的文化，在文明史上留有浓墨重彩的一笔。
最早的学校；
最早的文学辩论；
最早的两院制议会；
最早的宇宙进化论；
最早的法典和立法者；
......
但站在地球46亿年的角度，古巴比伦文明也不过是历史的过客。
这个早已消失的古文明，就如一缕过眼云烟，很难再被人记住。
它只是地球历史书的一小章节，文明转瞬即逝。
尼布甲尼撒发起的“巴比伦之囚”，也只是历史长河中的一段小插曲。
这个我们苦苦追寻的古老文明，就像一片孤舟漂流在历史的大海中，
曾经努力地往前游，但最后还是淹没在了海浪的起伏中。
5
一个科学家有多“小”
银河系是宇宙中的一颗沙粒，
太阳系是银河中的一颗灰尘，
地球不过是一个暗淡蓝点，
所有文明都是历史的过客，
那么一个人呢？
地球上的每一个人，都不过是70亿分之一的质子。
我们说科学家很伟大，但他们也只是芸芸众生中的一员。
科学家很渺小，在宇宙真理面前，他们仍束手无策。
他们无法改变宇宙大爆炸的事实，也无法改变已有的宇宙规律。
科学家们只能发现再发现，最终被历史车轮无情碾过。
伟大如爱因斯坦和牛顿，也无法逃脱这个命运。
身为人类的科学家是地球这个暗淡蓝点一闪而过的光亮。
与漫长的文明岁月相比，他们几十年的生命时光璀璨又短暂。
6
最小到底有多小？
一个人都这么“小”了，那最小到底有多小？
一只蜂鸟为1×10^-1米；
一粒米仅5×10^-3米；
晶体盐只有5×10^-4米；
卵细胞是1.2×10^-4米；
白细胞是1.4×10^-5米；
红细胞为6×10^-6米；
可见光波长为4~7×10^-7米；
病毒为10^-8米；
DNA为2×10^-9米；
氢原子只有1.06×10^-10米；
夸克的半径大约为0.43×10^-18米；
普朗克长度为1.616255×10^-35米；
……
普朗克长度就是最“小”了吗？
其实并不一定。
小于10^-18米的尺度已经触碰到我们现代科技的天花板。
最小到底有多小，我们还没有真正的答案。
7
其实，一个原子就是一个世界
随着科学技术的进步，我们能看到的尺度也越来越小。
但无论多小，它们本身就是一个世界。
原子很小，我们无法用肉眼观察。
但就是这么一个小的原子，却引得无数科学家竞折腰。
原子的构成：质子、中子和电子；
质子和中子又由各种夸克组成，夸克之下可能还有更大的微观海洋。
这么一个极其复杂的构成，本身就是一个完整的世界。
如果将一个原子放大10亿倍，一个宇宙的框架将会出现在我们眼前。
我们以为很小的原子，其实也是一个宇宙。
一个原子，其实就是一个世界。
8
再小也可以改变世界
这个世界确实很大，我们至今都不知道宇宙的真正面目是什么。
很多东西都很小，小到我们无法用肉眼观察，小到我们会忽视它们的存在。
但实际上，这些“小”的东西，也很重要。
如果没有这些很“小”的存在，就构不成我们所在的大千世界。
每一个“小”的东西都有它存在的意义，再“小”也可以改变世界。
你可以很“小”，也可以很“大”，这取决于你自己怎么看自己。
你可能只是一个小孩，但也可以改变这个世界。
你可能只提出一个小问题，就点燃了文明之火。
你开的可能只是一个“小会”，但激起的是科学大兴趣。
而腾讯正在做一件“既小又大”的事情——腾讯青少年科学小会。
腾讯青少年科学小会是由腾讯公司主办、清华大学合办的青少年年度科普活动。
自2019年1月首届小会举行以来，腾讯已联合Science连续发布两份年度《青少年科学看点榜单》，并邀请物理学家霍金之女Lucy Hawking等全球顶尖科学家、科普学者登台演讲，解读榜单中前沿科学领域的奥秘。
今年的榜单包含了40个科学大突破，分为数学物理、天文地学、生命科学、化学四大领域，兼具专业性与趣味性。有“嫦娥五号挖土”、“九章实现量子优越”这样的科学大事件，也有“细菌竟然以金属为食”、“机器人研究员崛起”这样的有趣科学发现入围。
青少年们可通过腾讯青少年科学小会官方微信或官方网站、腾讯QQ·看点科普频道、QQ浏览器科学频道、腾讯企鹅辅导等平台，给心仪的科学大发现投票。
票选结束后，《科学》期刊的编辑会进一步遴选最终榜单，榜单将在明年5月的第三届科学小会上正式发布。
参与票选且回答优秀的科学少年，你们的名字将有机会登上腾讯和Science联手定制的《青少年科学看点榜单》封面。
幸运的科学少年们还可能有机会来到小会现场，并与科学家面对面提问交流。
榜单内容将印刷成册，送到无法来到现场的山区孩子手中，共享这份对科学突破的欣喜与好奇。
不要因为“渺小”而自卑，只要行动起来，其实再小也能改变世界。
9
“小”也可以仰望星空
在宇宙眼中，银河系不过是沧海一粟；
从银河系来看，太阳系细微得像一只蚂蚁；
站在太阳系上，地球不过是一个暗淡蓝点；
从地球的历史出发，古巴比伦文明只是一个过客；
站在一个文明的高度，人类终将一个个被时间的车轮碾过；
在人类肉眼所及的地方，原子像是藏起来的虚无缥缈之物。
但我们无须“哀吾生之须臾”，也不用“羡长江之无穷”，因为“小”也是整个世界。
芥粒之中藏有大千世界，
夸克里面含有微观海洋。
世界很“小”，但世界也很大。
我们无须对“大”的世界过于执着，
“小”的世界也值得我们去挖掘。
一滴水可以照出整个太阳，
一粒种子可以长成参天大树，
一个科学点子可能照亮人类未来，
一个孩子可能在未来改变世界。
在这个“利益至上”的年代，世界已经没有多少人会停下来仰望一下星空，这成了一件极其奢侈的事情，但很多人却浑然不知。
在这个“全民娱乐、欲望先行”的年代，我们需要更多的“小会”，来让孩子们学会仰望星空。
世界到底有多小，我们不知道。
但个人可以有多大，我们可以猜想。
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