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第十一章 我们的宇宙是个大爆竹

    一粒沙子也是一个世界,一朵鲜花就是一个天堂。

    今天妞妞回家的心情不太好,因为她的作业里面居然出现了两个非常让她懊恼的低级错误,一个是10+6算成了60,还有一个是计算阴影部分的面积,她却忘了把非阴影部分减掉。

    这样莫名其妙的错误让妞妞很难过,老师鼓励说没关系,以后注意就好。妞妞心里却知道为什么,心里狠狠责怪自己因为昨天要参加同学的生日晚会,作业完成得太马虎了。以后再也不这样了,作完作业一定要检查一下,妞妞心里暗下决心。

    爸爸说:“我小的时候也粗心,不过后来认真了,注意力集中了,也就好了。妞妞不要着急,细心就是要注意细节,我们今天要从极其细小的数字开始讲起。”说着,用手慈爱地摸了摸妞妞的头。

    “你一定听说过纳米,1纳米等于十亿分之一米,也就是1E-9米,其中-9表示小数点要向左移9位。假设一根头发的直径为0.05毫米,把它平均剖成5万根更细的头发,每根的厚度约为1纳米。”

    “哇!这么小哇,头发比纸还薄的呀!”妞妞开始有兴趣,注意力也集中了,作业的事好像也忘记掉了。

    “我们的世界都是由不同的化学元素构成的,目前我们了解的元素是110种以上。它们大多数在地球上都以原子的形式存在,原子是由原子核和围绕原子核旋转的电子组成的。”

    “就像地球绕着太阳转吗?”妞妞问。

    “差不多是的。每一种元素的原子核和围绕原子核运动的电子数都是不一样的,比如,我们熟悉的氧气分子就是由两个氧原子构成的,氧原子有8个电子围绕原子核,原子核里有8个中子和8个质子。”

    “爸爸,我不是太明白它们到底是什么,它们有多大?”妞妞觉得有点难理解,也没什么大意思。

    “电子的质量很小,只有9.109E-31千克,体积更小,直径在1E-18米。原子也很小,不过比电子大得多,它的直径有1E-10米左右。原子的质量也很小,如氢原子的质量为1.67356E-27千克,原子中心为原子核,质量占原子质量的99%以上。原子核的直径介于1E-15~1E-14米。”

    “原子核就像是太阳,电子就像是行星,对吗?”

    “对呀!氢原子核的质量比电子的质量大1837倍,直径要大百万倍。这和我们的太阳系比较就很有趣。太阳的直径约为140万千米,地球的直径约为1.3万千米,太阳与地球相比,太阳的直径是地球直径的109倍。109的立方,约为1300000。那么,太阳的体积大约是地球体积的130万倍。太阳的质量为1.989E27吨,而地球的质量为5.975E21吨,太阳的质量是地球质量的33万多倍。”

    “你想想,你现在是在地球上面,你的世界不过是上学、回家,爸爸妈妈,老师同学,如果你现在是在一个电子上面,你的世界最大估计也不超过是一个原子的范围,对不对?”

    “我的世界确实还没有走出太阳系。”妞妞开始微笑。

    “或许你手里的铅笔,对于一个生活在铅原子里面的小人来说,就是他的银河系!”

    “这太好玩了,爸爸,这是不是说我们生活在地球上的人,能够观察到的所有宇宙,也可能是另外一个巨人世界里的一支铅笔?”妞妞眼睛里放着光。

    “完全是可能的呀!科学家们观察到所有的星球都在远离我们,换句话说宇宙在膨胀,可是却没有办法解释。所以科学家们假设我们的宇宙起源于很久以前的一次大爆炸,爆炸之后才有了时间、空间。可是人们还是在问,爆炸之前的世界又是什么呢?时间之前又是什么呢?爆炸是如何形成的呢?没有人能回答。”

    “爸爸,”妞妞觉得这个世界非常好玩,“这是不是巨人放的一个鞭炮呢?”

    “哈哈,真的是很形象,因为许多科学家们相信,宇宙也是有生有没的。在一个更大的时空里看,爆竹声应该是此起彼伏的。”

    爸爸笑得很开心,“如果是巨人放的鞭炮,那么这个巨人和我们的差距就在1E30倍以上,就像我们的世界和原子世界的差距一样巨大。我们勉强能够观察到原子的样子,如果原子里面生活着有智慧的生物,电子的直径在1E-18米,以人类的身高和地球的直径比例来推断,它上面的生物应当在1E-25米这个高度左右。”

    妞妞心里想:“这个世界真是奇妙哇!要是我们不过是巨人放的一个鞭炮,今天的作业错误又算得了什么呢?下次做好就是了。不过要是能够进入巨人的世界,或是小人的世界看看就好玩了。”嘴边不由自主地流露出微笑来。

    “《黑衣人》这个电影就有一个非常奇妙的想象,咱们这个宇宙就是一只巨大的花猫脖子底下吊着的一只铃铛,谁让咱这个宇宙充满了球状星体呢?”

    “是啊,这只猫在草地上玩耍,这个草地是一个高尔夫球场,巨人们在玩高尔夫!”妞妞也微笑地补充故事情节,“可真好玩!”

    “还有更加惊人的东西哦!”你看这两张照片,爸爸说着指着电脑上的两张照片说,“一张是老鼠大脑神经元的显微照片,后一张是宇宙中巨大星系的照片。像不像啊?”

    “太像了,是不是说我们这个宇宙就是一个大脑啊?”

    “当然不是,但是这种相似性中有许多值得深入研究的东西。微观世界和宏观世界在度量的角度上相差如此之大,但原子世界和星球世界又如此的相似,似乎还有许多许多我们无法理解的东西。”

    老鼠大脑神经元的显微照片 宇宙星系

    一粒沙子也是一个世界,一朵鲜花就是一个天堂,注意到妞妞的微笑,爸爸心里感叹!

    “我们对巨大的世界和微小的世界的理解实在是远远不够,数量级上的巨大差距限制了我们的能力,但是物理世界的差异并不妨碍数学科学上的一致。相信经过人类的长期努力,我们一定会对世界了解得越来越多。这就需要像妞妞你们这样的孩子们更加有创造力地学习前人留下的知识。犯点错误是不要紧的,重要的是不要犯同样的错误。”

    “好的,爸爸,我会做好的。”妞妞抿抿嘴,认真地点了点头。“下面我们去打羽毛球,好不好?”

    “好耶!”妞妞把笔往桌上一扔,就去拿羽毛球拍……