探索科普:世界到底有多“小”
發(fā)布時間:2021-03-16
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探索科普:世界到底有多“小”
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——世界到底有多“小”,我們并不知道

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1

從宇宙看銀河系

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10^-43秒,宇宙誕生;

40多億年后,銀河系開始形成。

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我們熟知的銀河系,直徑約為17萬至20萬光年。

大量氣體塵埃,擁有上千億顆恒星。

人類如果能夠造出光速飛船,也需要20萬年才能飛出銀河系。

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但如果踏上“宇宙”肩膀,銀河系其實很小。

銀河系只是拉尼亞凱亞超星系團的一名成員。

這個“無盡的天堂”橫跨5億光年,包含10萬個星系。
不過,在可觀測宇宙中,像“拉尼亞凱亞”這樣的大尺度結(jié)構(gòu),大約就有1000萬個。

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可觀測宇宙直徑約為930億光年

銀河系只占據(jù)到它的萬億億分之一。

如果把宇宙比作一棟長寬高幾百米的大樓,

銀河系就是這棟大樓邊角的一只不起眼的螞蟻。

世界到底有多“小”

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我們眼中不可跨越的星際,它竟然那么“小”。

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2

從銀河看太陽系

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宇宙誕生后的100-150億年,太陽系誕生。

太陽系以太陽為中心,包含八大行星。

擁有數(shù)以億計的小天體和彗星。

旅行者1號飛行了40多年,也僅僅是抵達太陽系的邊緣地帶

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但這樣一個龐大的集合體,其實也只是一個“小”世界。

太陽系位于銀河系的一個懸臂上,距離銀河系中心2.6萬光年。

如果太陽系想繞銀河系公轉(zhuǎn)一周,需要花費2.26億年的時間。

世界到底有多“小”

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太陽系的直徑為4光年,與銀河系相比,

就像一顆乒乓球放在一個100萬公里的球體前,相形見絀。

這個我們?nèi)詿o法飛越的母星系,原來也很小,不過是滄海一粟。

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3

暗淡藍點

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1990年,旅行者1號回眸,為地球拍下了一張珍貴照片。

這一次回眸,沒有帶給人類驚喜,沒有讓人類興奮,只給了人類無盡的敬畏。

地球,在照片中只不過是一個微不足道的“暗淡藍點”。

世界到底有多“小”

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卡爾·薩根后來在《暗淡藍點》一書中提到:

在浩瀚的宇宙劇場里,地球只是一個極小的舞臺。想想所有那些帝王將相殺戮得血流成河,他們的輝煌與勝利,曾讓他們成為光點上一個部分的轉(zhuǎn)眼即逝的主宰…在龐大的包容一切的暗黑宇宙中,我們的行星是一個孤獨的斑點。

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如果不是將地球從照片中標記出來,很難會注意到它的存在。

我們賴以生存、引以為豪的地球,不過是太陽系的百分之一。

甚至不需要和整個太陽系相比,只與自家母星系的其他行星相比:

海王星有58個地球那么大,天王星有65個地球那么大…

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整個太空就是一個巨大無比的沙盤,地球只不過是這個沙盤中的一顆微粒。

如果真有一艘外星飛船從地球掠過,在它眼中,70億人口不過是一個質(zhì)點而已。

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4

一個文明有多小

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流經(jīng)伊拉克的底格里斯河和幼發(fā)拉底河的兩河流域,

產(chǎn)生飲譽世界的兩河文明,孕育璀璨奪目的古巴比倫文明

古巴比倫文明創(chuàng)造了燦爛的文化,在文明史上留有濃墨重彩的一筆。

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最早的學校;

最早的文學辯論;

最早的兩院制議會;

最早的宇宙進化論;

最早的法典和立法者;

......

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世界到底有多“小”

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但站在地球46億年的角度,古巴比倫文明也不過是歷史的過客

這個早已消失的古文明,就如一縷過眼云煙,很難再被人記住。

它只是地球歷史書的一小章節(jié),文明轉(zhuǎn)瞬即逝。

尼布甲尼撒發(fā)起的“巴比倫之囚”,也只是歷史長河中的一段小插曲。

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這個我們苦苦追尋的古老文明,就像一片孤舟漂流在歷史的大海中,

曾經(jīng)努力地往前游,但最后還是淹沒在了海浪的起伏中。

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5

一個科學家有多“小”

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銀河系是宇宙中的一顆沙粒,

太陽系是銀河中的一顆灰塵,

地球不過是一個暗淡藍點,

所有文明都是歷史的過客,

那么一個人呢?

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地球上的每一個人,都不過是70億分之一的質(zhì)子。

我們說科學家很偉大,但他們也只是蕓蕓眾生中的一員。

科學家很渺小,在宇宙真理面前,他們?nèi)允譄o策。

他們無法改變宇宙大爆炸的事實,也無法改變已有的宇宙規(guī)律。

科學家們只能發(fā)現(xiàn)再發(fā)現(xiàn),最終被歷史車輪無情碾過。

偉大如愛因斯坦和牛頓,也無法逃脫這個命運。

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身為人類的科學家是地球這個暗淡藍點一閃而過的光亮。

與漫長的文明歲月相比,他們幾十年的生命時光璀璨又短暫。

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6

最小到底有多???

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一個人都這么“小”了,那最小到底有多?。?/p>

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一只蜂鳥為1×10^-1米;

一粒米僅5×10^-3米;

晶體鹽只有5×10^-4米;

卵細胞是1.2×10^-4米;

白細胞是1.4×10^-5米

紅細胞為6×10^-6米;

可見光波長為4~7×10^-7米

病毒為10^-8米;

DNA為2×10^-9米;

氫原子只有1.06×10^-10米;

夸克的半徑大約為0.43×10^-18米;

普朗克長度為1.616255×10^-35米;

……

世界到底有多“小”

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普朗克長度就是最“小”了嗎?

其實并不一定。

小于10^-18米的尺度已經(jīng)觸碰到我們現(xiàn)代科技的天花板。

最小到底有多小,我們還沒有真正的答案。

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7

其實,一個原子就是一個世界

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隨著科學技術(shù)的進步,我們能看到的尺度也越來越小。

但無論多小,它們本身就是一個世界

原子很小,我們無法用肉眼觀察。

但就是這么一個小的原子,卻引得無數(shù)科學家競折腰。

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原子的構(gòu)成:質(zhì)子、中子和電子

質(zhì)子和中子又由各種夸克組成,夸克之下可能還有更大的微觀海洋。

世界到底有多“小”

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這么一個極其復雜的構(gòu)成,本身就是一個完整的世界。

如果將一個原子放大10億倍,一個宇宙的框架將會出現(xiàn)在我們眼前。

我們以為很小的原子,其實也是一個宇宙。

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一個原子,其實就是一個世界。

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8

再小也可以改變世界

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這個世界確實很大,我們至今都不知道宇宙的真正面目是什么。

很多東西都很小,小到我們無法用肉眼觀察,小到我們會忽視它們的存在。

但實際上,這些“小”的東西,也很重要。

如果沒有這些很“小”的存在,就構(gòu)不成我們所在的大千世界。

每一個“小”的東西都有它存在的意義,再“小”也可以改變世界。

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你可以很“小”,也可以很“大”,這取決于你自己怎么看自己。

你可能只是一個小孩,但也可以改變這個世界。

你可能只提出一個小問題,就點燃了文明之火。

你開的可能只是一個“小會”,但激起的是科學大興趣。

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而騰訊正在做一件“既小又大”的事情——騰訊青少年科學小會。

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騰訊青少年科學小會是由騰訊公司主辦、清華大學合辦的青少年年度科普活動。

自2019年1月首屆小會舉行以來,騰訊已聯(lián)合Science連續(xù)發(fā)布兩份年度《青少年科學看點榜單》,并邀請物理學家霍金之女Lucy Hawking等全球頂尖科學家、科普學者登臺演講,解讀榜單中前沿科學領(lǐng)域的奧秘。

世界到底有多“小”

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今年的榜單包含了40個科學大突破,分為數(shù)學物理、天文地學、生命科學、化學四大領(lǐng)域,兼具專業(yè)性與趣味性。有“嫦娥五號挖土”、“九章實現(xiàn)量子優(yōu)越”這樣的科學大事件,也有“細菌竟然以金屬為食”、“機器人研究員崛起”這樣的有趣科學發(fā)現(xiàn)入圍。

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青少年們可通過騰訊青少年科學小會官方微信官方網(wǎng)站、騰訊QQ·看點科普頻道、QQ瀏覽器科學頻道、騰訊企鵝輔導等平臺,給心儀的科學大發(fā)現(xiàn)投票。

票選結(jié)束后,《科學》期刊的編輯會進一步遴選最終榜單,榜單將在明年5月的第三屆科學小會上正式發(fā)布。

世界到底有多“小”

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參與票選且回答優(yōu)秀的科學少年,你們的名字將有機會登上騰訊和Science聯(lián)手定制的《青少年科學看點榜單》封面

幸運的科學少年們還可能有機會來到小會現(xiàn)場,并與科學家面對面提問交流

榜單內(nèi)容將印刷成冊,送到無法來到現(xiàn)場的山區(qū)孩子手中,共享這份對科學突破的欣喜與好奇。

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不要因為“渺小”而自卑,只要行動起來,其實再小也能改變世界。

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9

“小”也可以仰望星空

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在宇宙眼中,銀河系不過是滄海一粟;

從銀河系來看,太陽系細微得像一只螞蟻;

站在太陽系上,地球不過是一個暗淡藍點;

從地球的歷史出發(fā),古巴比倫文明只是一個過客;

站在一個文明的高度,人類終將一個個被時間的車輪碾過;

在人類肉眼所及的地方,原子像是藏起來的虛無縹緲之物。

但我們無須“哀吾生之須臾”,也不用“羨長江之無窮”,因為“小”也是整個世界。

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芥粒之中藏有大千世界,

夸克里面含有微觀海洋。

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世界很“小”,但世界也很大。

我們無須對“大”的世界過于執(zhí)著,

“小”的世界也值得我們?nèi)ネ诰?/strong>。

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一滴水可以照出整個太陽

一粒種子可以長成參天大樹,

一個科學點子可能照亮人類未來,

一個孩子可能在未來改變世界

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在這個“利益至上”的年代,世界已經(jīng)沒有多少人會停下來仰望一下星空,這成了一件極其奢侈的事情,但很多人卻渾然不知。

在這個“全民娛樂、欲望先行”的年代,我們需要更多的“小會”,來讓孩子們學會仰望星空。

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世界到底有多小,我們不知道。

但個人可以有多大,我們可以猜想。



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