第七十八章 原子视角
作者:科技终极者   天使开天最新章节     
    清晨六点,未开启日间模式的大厅,只有夜间模式的光控感应墙饰灯在照明。
    家具在微弱的灯光中,营造出一种烛光晚餐的浪漫氛围。
    昨晚的台风还在持续。屋外寒风呼啸,骤雨瓢泼,狂风卷着暴雨像无数条鞭子,狠狠地抽在玻璃窗上。豆大的雨点落在了浅浅积水的地面上,溅起层层涟漪,那水花如同一个个小小的喷泉,转瞬即逝。
    天际间仿佛一片混沌,白茫茫一片,疾风交织着雨声,时而犹如千军万马奔腾而过,时而又似一场激昂澎湃的交响乐。外边到处随处是可见的断枝落叶浸泡在水中。空气里满是花草和湿润的泥土气息,带来丝丝凉意。
    即使风雨声如此喧嚣,却仍然掩盖不了此刻雨成家孩子们熙熙攘攘的欢笑声。
    此时,早已起床的母亲,正在厨房忙碌着早餐,孩子们则在大厅里玩耍。
    也不知何故,孩子们突然在大厅玩起了放屁比赛,看谁放的屁比较多。
    起初,雨城放屁的声音接连不断,几乎响个不停。
    可接连放了几个连环屁后,就突然没声了。即使他使劲平生力气,像拉屎一样,憋了半响,也毫无动静。
    不信邪的他,就一直使劲拉,把自己憋的满脸通红、青筋暴起的。终于,经过他的不懈努力之下,现场还是响起了久违的屁声,只不过却是拉稀的“噗噗”声,那是又响又臭。
    开始大伙都以为这只是单纯吃坏肚子的放屁声,都没当是一回事。
    可渐渐地……当她们留意到雨城的异样时,才发现,原来那不是屁,而是雨城不小心把屎拉裤兜里了。
    只见已拉裤兜的雨城,突然动作僵硬起来,如履薄冰地开岔着腿,小心谨慎地朝卫生间走去。
    “妈,弟弟拉裤兜里了!”三姐幸灾乐祸地朝厨房大喊一声,雨城闻言,恨不得以百米冲刺的速度,飞奔进厕所;但他又怕粑粑会掉出来,只好保持原有的姿势,踱步而去……
    “从原子的角度来看,任何物体与物体间都不存在所谓的直接接触。”
    中午,雨城一家吃完午饭后,又看起了2070年代《造化弄人》的这部影视,正好播放到这段经典台词。可孩子们都满头雾水,根本听不懂这里所谓的——从原子的角度来看,任何物体与物体间都不存在所谓的直接接触。
    母亲只好暂停影视,给孩子们科普:“这是因为每一个原子的中心,都有一个原子核,而原子核的外围通常被一种看上去好像带负电子的云状物——电子云包围着。因此,当两个原子靠近时,原子核外围带负电的电子云之间就会相互排斥,导致二者无法重叠,所以两个原子之间必然有距离。我们平日里的触感,就是来源于带负电的电子云之间的力场相互排斥产生的结果。”
    “妈妈,那既然从量子的微观层面,原子与原子之间并不存在直接接触,那为什么不同的物质,我们能摸出各种不同的质感?”三姐边问边用手触摸着周遭的物品。
    母亲笑语盈盈地说:“因为不同物质原子键合和键能不一样,以及电子所处的能级分布不同。从而造成了不同材料软硬度、强度和导热导电能力不同,所以触感自然也就不一样啊。”
    “还记得妈妈之前给你们讲解过的四种基础力吗?说到这,母亲环视了一圈孩子们,又继续补充:“嗯,没错,就是电磁力、强核力、弱核力和万有引力。原子与原子之间,虽然不存在实际意义的直接接触,但却可以通过这四种基本力进行相互影响,从而产生各种不同的质感。就拿我们身前的这张桌子以及桌上的物品为例,金属物因为表面的电子比较自由,容易与其他物体的电子相互作用,所以触感就比较冷硬。而木材、塑料等有机物,因为分子结构更复杂,电子云的分布也不同,所以触感自然也会不一样。木材可能会给人一种冷暖适中、稍带涩滑和硬度适中的感觉,而塑料则更显光滑且稍带冷硬……”
    说起物理学,母亲神采奕奕,笑得更加灿烂,像胸中有一团火,感染着孩子们,点亮孩子们的科学兴趣。
    “说白了,其实所谓的触感,就是当我们的肌肤在与其他物体接触时,由于分子间(包括原子间的电磁力)的相互作用,激活了神经元向大脑发送电信号,再处理为感知的过程。”母亲总结道。
    “妈妈,为什么正常情况下,原子与原子间始终会保持着固定的距离和无法重叠?这是为什么?”三姐一脸好奇地问。
    “这可说来话长了……”母亲轻叹了口气,“因为这得涉及到研究生以上的相关专业科学知识才行,不是一两句话就能说得明白的。”
    “那妈妈,你能给我们讲解一下研究生课程吗?”三姐童真地看着母亲
    “当然可以啊。”母亲看着好学的孩子,一脸欣慰地笑了笑:“首先,讲解研究生课程之前,咱们得重新先补充一下,原子层面‘触摸’的大学基础知识。”
    母亲说着,环视了孩子们一圈后,又继续补充:“首先,如果从是物理学的角度来解释‘触摸’的概念,目前共有三种观点。”
    母亲一边讲解着,一边将原子的模型图以全息投影的方式,呈现在孩子们的眼前,只见这些3d渲染的模型图,宛如满天的星辰般,看得孩子们各个激情澎湃,热血沸腾。
    母亲继续补充:“第一种观点,有人认为原子核重叠才算是真正的‘触摸’。但你们也知道,原子核重叠在实际情况中意味着发生核聚变反应。尽管核聚变在理论上是有可能发生的,并且确实需要消耗巨大的能量,但它通常只能在极端的高能条件下,如恒星内部或特定的核反应实验中,才能实现。在常规条件下,原子核重叠并不会发生,因此,这个观点并不成立,不能作为判断物质间‘触摸’的依据。”
    “第二种观点则是——‘波函数的重叠’。该观点来自量子力学。简单地说,就是一个原子或电子,并不是一个时空中固定的物体,而是展现出波粒二象性,意味着它们在某些实验条件下表现得像粒子,在其他实验条件下则表现得像波。”
    “试想一下。”这时,画面突然切换到一个动漫背景的一个河边,母亲以河岸上的一个胖乎乎的小熊为例:“假如有人向水中丢两颗石子,就会激起波纹,可以想象一下,两片波纹会重叠,就是类似构造我们身体的原子,又或者,构成我们身体的波函数,可以构成与触摸物的波函数重叠,这就是量子力学意义上的触——波函数重叠。”
    过了一会儿,母亲才继续:“而最后一种观点,则认为在原子中,电子不可能同时处于完全相同的状态或位置,这是泡利不相容原理,是量子力学的基本规律之一。严格地说,或者照这条法则的严格定义,是任意两个电子(作为费米子的一种),不可能在原子中同时拥有完全相同的四个量子数(即主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数)。说得通俗一点,这意味着在原子中,两个电子不可能同时处于同一个位置,拥有同样的能级和完全相同的所有属性。因此,电子在原子中是无法重叠或‘触摸’的,因为每个电子都有其独特的状态和位置。”
    母亲最后总结了一下她的观点:“从物理学的角度,触摸是原子间的相互靠近。原子是无法重叠的,电子也是一样,这是‘泡利不相容原理’。通俗的来说,就是原子和电子,同时出现在一处时会产生的斥力,抵消吸引力。意思是,就是当你触摸其他物体时,构成你身体的原子就会与另一个物体的原子,产生的斥力,原子与原子永远会保持固有的距离,从而无法真正触碰到。其实我们平时无论是坐在沙发上,还是躺在床上,要是从原子的角度来看的话,我们一直都是悬浮着的,并未实际直触过……”
    给孩子们科普完物理学知识后,母亲又继续播放之前未看完的影视。
    只见画面渐渐给到一家精神病医院,原来这里刚刚发生了一起暴力事件:一名病人无辜地打了病友一巴掌,目前院长正在调解这起矛盾。
    于是,就出现了那句‘从原子的角度来看,任何物体与物体间都不存在所谓的直接接触’的经典台词。
    那人还给院长科普了一下原子层面的触摸概念,虽然他的理念并没有雨城母亲的那样专业、那样正确,但也挺搞笑的。
    院长当时就差点被这奇葩给噎住了,不过他很快便平复了情绪。
    只见他喜怒不形于色地转身对着身边护士说:“那好,既然他都这么说了,那从今天中午开始,禁止一切食物的原子,从他身体经过。”
    护士立刻心领神会,点点头,说:“收到。”
    没想到这招魔法击败魔法的手法果然高明。
    那人一听,当时就怕了,便赶忙向院长认错。但院长却让他给被他打的人道歉,事后还让他们相互握手,冰释前嫌,一笑泯恩仇。