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你回到自己的厨房中,茫然地盯着冰箱门,那块冰箱贴刚好把自己贴上冰箱,发出轻微的金属撞击声。
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你抬手擦去额头流下的冷汗,大口喘气,略觉尴尬——虽然你独自一人——觉得这只不过是自己的想象。
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不过感觉上真的很逼真。
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你刚才见证的正是一场超距反应,它并不是魔法,虽然我承认,这一切看上去的确很诡异。毋庸置疑,你看到的是那让两个磁性物体互相作用的神秘力量——电磁力,这种作用力由虚光子所携带,这种粒子非常独特,它们的存在只有一个目的:携带电磁力。它们出现在你的冰箱贴与冰箱之间,看起来它们从虚空中产生,但实际上并非如此。你已发现在宇宙中任何两个物体之间,不管它们是不是有磁性,都存在着某些东西,被称为电磁场。那是一个相互作用的海洋,虚光子可以在任何一个时刻出现其中。
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就在现在,当你盯着冰箱看的时候,无数这样的虚拟光珠被冰箱贴与冰箱门交换,但你无法看见,也不再能够看见。这就是为什么它们被称为虚拟的原因。它们从并非虚空的虚空里出现,并在让任何人有机会看到它们之前消失无踪。
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这样的虚拟力量携带者一直围绕在你身边,就在现在,甚至在你身体之内。
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它们都属于电磁场,一片不可见的迷雾,充满的不仅是冰箱与冰箱贴之间的空间,而是整个宇宙。
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那些互相排斥的磁铁又是怎么回事?你肯定见过那些,不是吗?
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你马上就要经历的飞越原子之旅(几章之后)会让你知道,你刚见到的虚拟光珠对于构成我们及包围我们的物质可以吸引、排斥,或者毫无作用。一切都取决于相应的物质到底由什么构成。事实上,它碰巧只取决于一种东西:一种被科学家们称为“电磁荷”的东西。就像你可以用体重秤测量自己的质量一样,你也可以用某种仪器测量自己的电荷。虽然整体来说,你的电荷量是零——人的身体是电磁中性的(否则冰箱贴就吸附在你身上了,那还是蛮讨厌的)。但对于构成你身体的每一个具体粒子来说却并非如此。
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自然中只存在两种电磁荷,方便起见,它们分别被称为正的或负的,或者另一种说法:阳或阴。但你用任何别的名字称呼它们也没什么不可以,真的。
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规则是虚拟光珠排斥同种电荷,而将异种电荷拉到一起,正电荷与正电荷之间、负电荷与负电荷之间会被两电荷间出现的虚拟光珠推开。电荷间距离越近,出现的虚拟光珠越多,排斥力就越大。而正电荷与负电荷之间却喜欢待在一起,就像你的冰箱贴与冰箱一样。同样,电荷间距离越近,它们之间的吸引力就越大。中性物体不在乎这些虚拟光珠,它们能够通过拥有完全相同数量的正电荷与负电荷实现中性(你的身体就是这样),或者完全不带任何电荷(某些你马上会遇见的粒子就不带任何电荷)。这些就是电磁场所遵循的规则。
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现在,你或许会觉得这种关于冰箱贴与冰箱相互作用的解释无法被我们的眼睛看到,这不过是一个有用的模型构建,却未必真正对应于自然运作的真实机制。你或许会提出,电磁场只是科学家们用以描述带有电荷的物体如何在磁铁周围运动的图画工具而已。一幅图画。一幅充满智慧但却是想象出来的图画。你对此毫无异议,但也仅仅是幅图画而已。
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当然你可以这么想,但未必代表这种想法正确。
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你刚才所见识的场,这弥漫在整个宇宙之中然而又在带有电荷的物体周围及其之间变得活跃的不可见的迷雾,远远不只是一幅图画。
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首先,它非常真实。
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事实上,它不仅规范着所有带有电荷或磁荷物体的运动,还创造出宇宙中所有一切带有电荷与磁荷的粒子,包括光。你很快就会见到的电子就是它的一个表现,你眼睛所探测到的光线是另一个,它们都是这个场中的涟漪。
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今天地球上许多最出色的科学家们倾向于认为电磁场具有比磁铁所展现出来的更本质的特性,当然也比冰箱更本质,甚至比光都更本质,当然也比你更本质。虽然最后一句话听起来十分离谱。
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在本部分结束之前,你将了解另两个充满整个宇宙的量子场。你将了解到对于现代科学来说,你和我,以及我们所知道或看见的所有物质以及闪耀在任何地方的光,都是这些场的表现,或者涟漪。我们,人类,的确就是海洋里的鱼。一个由场构成的海洋。其他所有东西也都同样如此。虽然我们的祖先曾经一度生活在真正的海洋中,但他们仍然通过了亿万年的进化才认识到量子场的存在。
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极简宇宙史 第3章 跃入原子世界
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你茫然地注视着那块俗气的冰箱贴已经够久了。你摇摇头,伸手打开冰箱,取出在冰箱贴吸引你进入诡异世界之前就急切想要拿出的牛奶。
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你走回放着咖啡杯的桌子,正准备倒入牛奶时,看到了放在一边的金块,你停了下来。
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你早先看到的金原子或者冰箱贴表面那些摇摆着的原子到底是些什么?它们就像小圆球吗?还是立方体?那些从电磁场中生成的虚拟光珠所相互作用的电荷到底又是些什么东西?还有我所说的它们都是一些场,这到底是什么意思?
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