量子蚁人怎么实现大营救的大科技杂志社

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穿上这身战衣,斯科特·朗不再是那个心术不正的聪明盗贼,而成为了守护家人、拯救世界的英雄。不过,这位英雄恐怕是所有超级英雄中最“渺小”的一位——他的能力是缩放身体,身体可以缩到和蚂蚁相当的大小,带领蚂蚁军团一同出击。他就是漫威电影《蚁人》中的主人公。在电影末尾的危难关头,蚁人关闭了大小调节器,变得更小,穿过严密的钛(tài)金属缝隙,将邪恶反派的装甲破坏。但是,战衣失控了!他不停地变小,比灰尘还小,比分子、原子还小,到达了一个全然陌生的领域——量子世界。一切景象都光怪陆离,蚁人快要迷失在这个世界中了。看电影的你正替蚁人着急,这时,奇迹发生了,蚁人的大脑突然和你的声音接通,现在,你不再只是一名观众,而成为了蚁人唯一能依靠的伙伴。你该怎样利用物理知识,帮助他逃出生天?蚁人变成了“量子蚁人”“我还在变小,无尽地变小。”蚁人害怕地说。在他眼里,就连原子都是无限大的,似乎他再继续缩小下去,就要彻底消失了。这时,你的声音传到了他的耳中:“蚁人,别丧气,你不会消失的!”蚁人现在进入了亚原子领域,变成了“量子蚁人”。他现在是世界上最小的物质——基本粒子。空气、灰尘、水、阳光,乃至世间万物,都是由基本粒子构成的,基本粒子比原子还要小得多,约50万个碳原子排在一起才有头发丝那么粗,而如果把原子比作地球的话,基本粒子最多就只有地球上的一颗棒球那么大。这个差距实在是太过悬殊,难怪蚁人如此担心。不过,世界上不会有比基本粒子更小的物质,所以蚁人不会再继续变小了。听完你的解释,蚁人没那么慌张了。他长舒一口气,想稳定地停在空中,却遇到了另一个问题——他停不下来!横冲直撞的光子我们之所以能看见物体,是因为有光子撞到物体的表面并发生反射,进入到我们眼中,产生了视觉信号。而无比微小的量子蚁人却总是会被光子撞开,当光子反射回人眼时,蚁人已经到了别的地方。因此,当我们在某一时刻看到了蚁人的位置,就无法得知他下一刻将会在哪。在量子理论中,这被称为粒子的不确定性。只见蚁人一下出现在屏幕左边,一下又出现在右边,简直是瞬间移动。蚁人说,他感觉自己被卷入了风暴中,不停被吹往别的方向。看着屏幕中蚁人狼狈的样子,你忍着笑说:“没事,这不是风暴,只是一束阳光。”基本粒子有很多种,如光子、电子等。当你走在阳光下时,阳光中的光子撞到身上,你只会感受到温暖,不可能会被光子撞开;但在量子世界里,蚁人变成了光子那么小,这时的光子可不再亲切友善,它们以将近每秒3×10的8次方米的超高速朝蚁人冲来,把蚁人撞得东倒西歪。那现在该怎么办呢?你告诉蚁人应该飞到阳光照不到的阴暗处,避免见光。过了一会儿,屏幕变得昏暗,蚁人也不像刚才那样窜来窜去,但屏幕中蚁人的身影也因为没有光线而模糊不清。你只好盯着这团黑影,艰难地指挥蚁人前进。永不结束的烟花大会你没法看清屏幕里昏暗的场景,但蚁人可以。在他眼里,周遭可一点都不昏暗,时而有粒子凭空出现,时而有粒子消失,错综复杂,缤纷绚烂。听着他的描述,你可以肯定:真空并不“空”,它反而很热闹。人们曾认为,真空里什么都没有,但实际上,真空中充满了能量,这些能量如同一个一个小炸药包。每份能量会在一定情况下爆炸,变成一个基本粒子,而那些已经爆炸形成的基本粒子,又会像火光一样熄灭,变回原先的炸药包。就这样,基本粒子时而诞生,时而湮灭,像一场永不结束的烟花大会。这种奇特的现象,被科学家们称为“真空量子涨落”。接下来却有一座高山挡在了蚁人面前,它实在是太高了,如果要飞过去,蚁人恐怕就会精疲力尽。这时,烟花给了他提示,他灵机一动,抱紧了一个“炸药包”。等待了一会儿,“炸药包”爆炸,冲击使蚁人一瞬间从山体中穿过,就像在山体间打通了一条隧道。在量子理论中,高山其实是势能壁垒,就类似于现实中我们面对着的一面墙,粒子的这种特性被称为“量子隧道效应”。回得去,回不去?终于,在穿过许多障碍后,蚁人冷静了下来。他想起自己还有两种武器——变大飞镖和变小飞镖。他取出仅剩的一枚变大飞镖,准备拆开已经损坏的大小调节器,把飞镖装上去。你不禁提醒他:“皮姆博士(初代蚁人)警告过你,不要乱动控制器!万一失败了怎么办?你可就再也回不来了!”“我必须试一试!”蚁人喊道。“如果成功了,我就能回到女儿身边;如果失败了,也不过是永远困在这里。感谢你的帮助,现在,祝我好运吧!”这时,电视屏幕突然一闪,画面一分为二。怎么回事,为什么出现了两个一模一样的蚁人?电影继续播放,你很快发现了这两个蚁人之间的不同。左边的蚁人成功改装了调节器,回到正常世界;右边的蚁人失败了,什么都没有发生,他沮丧地垂下头,迷失在量子世界中。最终,左边的画面覆盖了整个屏幕,蚁人摘下头盔,抱着女儿露出笑容。你松了一口气,同时也为回不去正常世界的另一个蚁人感到惋惜。这个失败的蚁人并非幻象,他是平行世界里的存在。蚁人的行动可能成功,也可能失败,这使世界分成了两个平行世界。不光是蚁人的冒险举动会产生平行世界,哪怕是抛硬币,都可以使世界分成正面朝上的世界和反面朝上的世界!世界上所有事件可能出现多少个结局,就会出现多少个平行世界。但是由于我们只能身处自己的世界,因此很难验证究竟是否存在其他平行世界。幸运的是,你和蚁人被分到了回得去的那个世界;但在平行世界中,那个垂头丧气的蚁人,你无法再对他产生任何影响。遥远的心灵感应蚁人逃出量子世界后,你们的通话就中断了。但是,为什么你们之间会产生这种联系呢?在蚁人和你之间,可能存在成对的基本粒子。这些基本粒子像一对双胞胎,它们之间的关系很糟糕,做出的动作永远都是相反的;可是它们又有着心灵感应,不管相距多远,只要其中一方做出动作,另一方马上就能知道,这种感应也被称为“超距作用”。如果可以用这些粒子来表示各种信号,我们就能在超远的距离上实现快速通讯,甚至还有可能在太空探索中实现超光速通讯。这样一来,你和蚁人之间的通话,也是有可能实现的。世界也是部“电影”你和蚁人在量子世界中的奇异冒险结束了,你仍坐在电子屏幕前,蚁人则在电影中继续冒险。但你知道吗?我们的世界,也是一部“电影”。屏幕中的电影,是由一张一张胶片连续滚动播放产生的。假设有一部电影,它在10秒内只播放2张胶片,那你一定会觉得这电影“卡壳”了;但如果10秒内播放、0张呢?它看起来会非常流畅,你根本不会注意到,它其实是由一张张静止的照片构成的!我们的世界就是这样一部无比流畅的“电影”,有着无穷多的胶片,精细到让人们难以识破。只有变成基本粒子的蚁人,才会看到:运动,能量,乃至时间、空间,世界上的一切都是不连续的,它们由一个个小片段组成,这就是“量子化”。经过复杂的计算,科学家们得出时间的最小长度为5×10-44秒,空间的最小长度为1.6×10-33厘米。这意味着,如果我们的世界是一部“电影”,那它一秒钟就会播放5×张胶片,每张胶片上都有无数多的像素点,每个像素点的大小为1.6×10-33厘米。基本粒子不像蚁人那样具有意识、能够说话,但它们无处不在,蚁人经历的奇妙历程,无时无刻不在基本粒子上发生。它们的特别之处不在于小,而是拥有量子蚁人的所有奇妙能力。它们飘忽不定,人们使尽浑身解数,都无法看清它们的真身。想要找到这些基本粒子,并不是一件容易的事,不仅需要非常精密的显微镜,有时甚至还需要比楼还高的超大型设备,来寻找它们的蛛丝马迹。不过科学家们对此总是乐此不疲,因为在这些粒子的身上,隐藏着宇宙的奥秘。如果你也被这些奇妙的物质深深吸引,不妨从现在的书本知识学起,将来帮助科学家们揭开宇宙的奥秘。


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