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1700910051 与之相对比,早先出现在冰箱贴与冰箱之间从被压扁的命运中将你拯救出来的那些稍纵即逝的光珠,被称为虚拟粒子,这些虚拟粒子是各种作用力载流子。它们存在的意义就是为了携带电磁力,让它作用于带电荷或磁荷的粒子之间。
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1700910053 原子由更小的构件(如电子和那些构成原子核的东西)所构成,它们不是基本粒子,但它们由许多基本粒子构成。
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1700910055 电子并不是只通过虚光子与其他世界发生联系。它们也涉及实光子,那些你的眼睛能够看到的光线。物质与光的游戏让我们能够看到世界。
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1700910057 今天我们认为,实光子与电子一样,都是电磁场的基本表现,不由任何其他东西构成:它们是一个不可见海洋中纯粹的涟漪,而且是量子涟漪,意味着它们既能像波一样活动,也能像粒子一样活动。
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1700910059 一些光子正从你的氢原子身边冲刷而过。它们走了很久才到达这里。它们花了大约一百万年才挣扎着从太阳内核聚变处走到了太阳表面,那是大约八分半钟以前的事,在那里,它们终于获得了解放,毫无阻挡地穿过外太空,没有任何物质拦截它们,它们快速前行,以光速穿越了分隔太阳的狂暴表面与地球的一亿五千万公里的距离。它们有那么多地方可以去,却在一秒钟的很小一个分隔中撞入了地球的大气,再一路冲下来,到达……你的厨房窗口。从那里,已经没有什么能够阻挡它们。它们穿过窗子,掠过你的氢原子。
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1700910061 缩微版的你看着它们互相踩踏着涌入厨房,希望能看到它们撞到你的原子。但是它们都飞过你的原子撞到厨房的墙上。
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1700910063 只有一个除外。那个光子不见了。
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1700910065 消失了。
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1700910067 它去哪儿了?
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1700910069 你环顾四周,惊讶不已,最后你留意到你的氢原子外围那个捉摸不定的电子摇摆得不一样了。作为包围原子核的波,它的相邻波峰间距离变短了。
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1700910071 怎么会这样?
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1700910073 它被激发了。
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1700910075 它吞下了光子。
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1700910077 记得前些时候,在本书第二部分我们第一次看到的这个奇怪现象吗?当时我们正在确认宇宙第一原则。
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1700910079 但现在发生了一些更有趣的事情:过了一小会儿,那个电子突然以随机的方向分裂出一个光子,这个光子与刚才自己吞掉的那个消失的光子完全一样。
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1700910083 你花了一点时间思考,得出了唯一可能的结论:电磁场最出名的两种基本粒子,也就是电子和光子,可以也的确发生了相互作用。电子与光子可以互相转化。
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1700910085 你又思索了几分钟,意识到自己实际上早就知道这一点:当你沐浴在太阳光下时,不是能够感觉到温暖吗?面对冬天壁炉里熊熊燃烧的木头,你的皮肤不是会觉得发热吗?你的皮肤与世界上所有的物质一样,都由原子构成。这些原子的外层充满了电子。当来自太阳的光线照到你的皮肤,皮肤上的原子及其电子们会捕获一些光子,从而进入激发状态。在激发状态下,电子们摇摆得更快,于是产生了你身体所享受(或痛苦)的热量。
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1700910087 这是一个很惊人的发现,所以我再次重复:物质与光可以也的确在互相转化。
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1700910089 在我们这个世界,所有一切都是物质与光的游戏。
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1700910091 但不止于此。
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1700910096 极简宇宙史 [:1700907489]
1700910097 极简宇宙史 第4章 坚强的电子世界
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1700910099 在上两章里,虽然你只观察了冰箱贴与冰箱的相互作用并看了原子的表面,但已经有了重要发现。你揭开了电磁作用的“超距”之谜,也看到了物质与光如何互相转化。当然,这种转化只是我们世界的一个小小侧面,但我们渺小人类的感官正依赖于此才能够感知外部世界。光不停地撞击我们的身体上,激发我们血肉之躯中的电子(包括我们眼睛里视网膜上的电子),让构成我们身体的物质发热,给它们能量。原子也能吐出它们的电子所吞噬的光子,让我们和其他物体以一种或多种颜色“发光”,那些颜色就是被某个原子——或某组原子——的电子所吞噬又随后被释放出的光的颜色。就是这个原理给了我们的眼睛、皮肤、头发和衣服,以及所有植物、岩石等物体以色彩,就像它给了遥远的恒星各自独特的色调一样。当光线照到西红柿上时,除了红色之外的其他所有可见光都被西红柿吸收变成热能或其他能量被储存,红光对西红柿的原子没有用,因此被吐出来,重新开始它们的旅程,直到进入我们的眼睛,告诉我们自己正看着一只可爱的红色西红柿。如果没有电子与光子,我们无法看见西红柿或我们彼此,也无法知道我们的宇宙由什么构成,无法了解远处的世界遵循着与我们所处世界一样的物理定律。更奇妙的是,我们的感官让我们的身体能够将所有这些怪异的相互作用转换成能被我们大脑处理的感觉信号。依靠它,人类了解了这些相互作用背后的科学,以及遍布整个宇宙的场的存在。这不仅令人惊讶——简直可以说就是奇迹。
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