我們生活在一個難以理解的宇宙裡,往大的說,即使在“小小的”銀河系裡,我們的地球最多都只能算是一粒塵埃,更別談更巨集觀的層面了。往小的說,僅僅是組成我們身體的原子的數量就至少是1000億億億個,而據我們所知,原子並不是構成物質的最小單位,在原子內部還有“非常廣闊”的內部空間。
很顯然,假如將原子放大足夠的倍數,呈現在我們面前的就會是一個微觀的宇宙。我們常常聽到類似“將原子放大1億倍,就可以看到一個宇宙”這樣的說法,那麼將原子放大1億倍,真的就可以看到一個微觀宇宙嗎?
我們先來看看在放大1億倍之後,原子的尺寸到底是多少。資料顯示,一個典型原子的尺寸是 10^-10 米的數量級,也就是說,將一個原子放大1億倍後,這個原子的尺寸只有1釐米左右。值得注意的是,原子內部的原子核和電子的尺寸數量級,分別為 10^-15 米以及 10^-16米,簡單計算後我們可以得出,就算將原子放大1億倍,我們也無法看清原子的內部情況。
一般來講,人們總是喜歡將原子與太陽系來相比,比如說原子核相當於太陽,電子相當於行星,因此,我們可以認為,將原子裡的電子放大到地球那麼大就可以了。地球尺寸是 10^8米 的數量級,於是可以得出,將原子放大 10^24(1億億億)倍,就可以看到隱藏在原子裡面的微觀宇宙了。
需要指出的是,假如這樣的情況真的實現了,那麼我們將會看到,這個隱藏在原子裡面的微觀宇宙與我們所處的宇宙有很大的差異,主要有以下幾點。
為方便討論,我們以最簡單的原子——氫原子來舉例說明。氫原子的原子核是一個質子,它的品質大約是電子的1835倍,而尺寸僅比電子大10倍而已。再看太陽和地球的比例,太陽的品質大約是地球的33萬倍,尺寸也比地球大100倍。
二、起主導作用的基本力不同在我們所處的宇宙中,萬有引力這種基本力在巨集觀上起到了主導作用,然而萬有引力是四大基本力中最弱的,其強度比其他的基本力低了很多個數量級,因此在原子的內部,萬有引力的作用是可以忽略不計的。
由於強相互作用力和弱相互作用力只在原子核記憶體在,所以在原子的內部,電磁力就成了起主導作用的基本力。
三、執行方式不同在我們所處的宇宙中,地球按一個固定的軌道圍繞著太陽進行公轉,而在原子的內部,電子則是以“概率雲”的方式彌散在原子內的核外空間裡。也就是說,地球的運動是連續的,並且可預測的,而電子的運動方式卻是隨機的,誰也不知道它下一秒會出現在哪裡。
正所謂“一沙一世界,一葉一菩提”,相信微觀宇宙很可能是存在的。雖然由於科技水平的限制,我們現在還無法去真正地觀察那些精彩微觀宇宙,但是通過上述的知識,我們可以清楚地認識到,隱藏在原子裡面的微觀宇宙,肯定與我們所看到的巨集觀宇宙完全不同。