回顾：如果被夸克级的细丝截断脖子，人还能活着吗？有何科学依据？

1根细丝，在生活中看似普普通通，但在错误的地方出现，它便会成为致命的“陷阱”。无论是现实中的绳索障碍，放置不好便会成为车祸来源，或是影视作品中杀人于无形的透明细丝，这些都是极其危险的存在。为什么1根细丝拥有如此致命的能力？

细丝也能致命

简单来讲，这是因为物体的高速运动，以及细丝的切面压强足够大，于是细丝便成为了锋利的刀口。但要是把这种细丝在现实中缩小，让它能够在微观世界中运作，这样的细丝兴许会有不一样的变化。

镜头记录了微观世界

细丝切断物体的具体原理是什么？缩放至微观世界中的细丝能有多小？微观世界中的细丝会如何作用于人体？这样的细丝是否存在？本文将从夸克级细丝猜想、范德华力和微观世界中的夸克物理来解答这些问题。如果人被夸克级的细丝截断脖子，还能活着吗？这里面存在着怎样的科学依据？

切开现实事物的分割线

提出这个问题的人可能想到了生活中存在的安全隐患，比如放风筝的线，因此受伤的人不在少数。为什么这样的细线甚至细丝能够轻松地切开人体，这一点能够从一些基本物理学知识上找到答案。

放风筝时一定要注意安全

这样的细丝直径通常都在1毫米，要完成切割必须是在线体绷紧的状态下才可以。这里面主要涉及到一个压强作用力的影响，像风筝线这样的材质，通常都是尼龙或者凯夫拉材料，非常结实而且能够承受上百斤的重量。

类似风筝线这样的细丝，在承受高重量的同时，自身也会有很强的作用力，当人体与它短暂的接触，这股力量便会迅速反馈到人体中。根据物理学中的压强知识，接触面积越小，物体承受的压强越大。一旦超过物体能够承受的最大压强，其接触表面便会被破开。

被放飞后的风筝线割一下可能会有生命安全

这种高强度的压强作用甚至能够切开金属，在一些金属加工厂里就能看见用线切割的方式进行模具生产。那么如果是以更细微的方式进行线切割又会怎样呢？比如用夸克级的细丝，它会对人体造成伤害吗？

这里需要理解的一点在于，很多时候如果把事物放在微观世界中，一切都会改变，甚至突破宏观世界本身的观察。这里我们提前说一下答案，如果用夸克级的细丝是无法对人体造成伤害的，只能从概念上“截断”人的脖子，但现实中却连伤口都看不见。可这又是为什么呢？

模拟夸克级别的细丝

微观活动中的范德华力

前面说到关于物体压强的理论，既然接触面越小，压强越大，那像这样的细丝应该很容易截断人体才对，为何结果与之相反？这里面就涉及到微观物理中的范德华力了，它也算是量子力学中的一个基本力的表现。

我们都知道，组成这个世界的是原子和各种分子，基本粒子又为它们构建了一个世界，例如夸克、电子啥的。而范德华力是原子或分子之间依赖于距离的相互作用，它们的吸引力不是由化学电子键产生，并且它们的存在相对较弱，所以很容易受到干扰。特别是在分子之间距离较远时，这种相互作用力便会迅速消失。

荷兰物理家范德华化学中有以他名字命名的范德华力

这种作用力包括原子、分子和表面之间的吸引力和排斥力，以及其他分子间的力。刚才也说到这种作用力很弱，到底有多弱呢？范德华力的强度区间只有每摩尔0.4~4千焦，每个键为4~40meV（即1.60217662 × 10-22 ）。不过当这种相互作用大量存在时，它们仍旧可以保持物体的整体结构载荷。

换而言之，范德华力实则是一种分子引力，是固体表面与被吸附质点之间的相互作用力，这样的被吸附质点可以是气体分子或者其他分子。另外在极性与非极性分子之间，彼此产生的效应所出现的分子引力又会有所不同。

分子形态

对于大多数分子来讲，色散力是主要的，也就是发生在非极性分子之间的效应。我们可以把人体看作是由无数个分子组成的实体，每个分子间作用力只考虑色散力的情况下，将人体的材料属性看作为最低值。

色散力存在于一切分子之间

根据平板之间作用力的计算公式给出的数值，这个最低值为0.02，既然要截断人体脖子，那这个伤口便为分子之间的空隙，在这里选取一个正整数为1纳米。为什么选择1纳米而不是1个夸克大小，除了夸克本身实在太微小之外，文章后面会完成解释。

所以根据分子平板之间的色散力公式F=A/6Πd³，同时也要考虑到牛顿单位的换算，而人体的脖子半径大约在6厘米左右，最终通过计算得到的结果在5600牛顿左右。也就是说，想要让脖子部位的分子距离拉动1纳米，就得让脖子承受500公斤左右的重量。那如果是夸克级别的细丝，是否会让结果变得有所不同？

人类脖子不能承受500公斤重量

构建物质基础的夸克

尽管从上述能够看到，想要让人体分子之间的距离发生变动，所要拉动的重量非常大。然而在更加微观的条件下，情况又变了。夸克级的细丝不仅无法对人体造成伤害，甚至连伤口都不会产生。

因为在该尺度下，所有物质已经成为离散的了，换句话说，分子与分子之间的间隙对夸克级这样的细丝来讲有着非常大的空间可以活动。它甚至都不需要进行切割的过程，直接就能从人体中穿透过去，无法截断人的脖子。

夸克级别实在是过小了，技术上人类做不到

要说这种情况具体表现为怎样，可能用各种射线来理解会好一点，并且这种情况还会表现出量子力学中的波动性。细丝的存在对于人体来讲可以被忽略，从另一方面来讲，夸克几乎是纯粹的能量形式，哪怕是夸克级的细丝。因为要想维持这种状态必须要非常大的能量，也许能够媲美宇宙大爆炸。

释放的能量相当于10亿个太阳核聚变能量燃烧10亿年的100倍

因为夸克不能够单独存在，它们只能够在强子中找到，包括重子，例如质子和中子，或者是在夸克-胶子等离子体中。

夸克在量子动力学中，强子的大部分质量来自将组成夸克结合在一起的胶子，尽管胶子不具备质量，但它们拥有能量。因此在微观世界中，夸克形式会表现得多种多样。另外夸克的相态表现和多味形态为物理学家们提供了许多量子力学在微观世界中的观察依据。

强核力中的夸克和胶子

所以无论从宏观还是微观角度而言，这种夸克级别的细丝都无法截断人体的脖子。但要是它们以纯粹的能量形式发射，或许人会遭受辐射损伤，那么这一结果可能就不是简单物理损害了。

再拉回现实一点，即便是纳米级别的细丝也很难对人体造成损伤，在不超过300纳米大小的细丝中，它们会表现得非常脆弱。表面张力、机械振动都会对它们造成结构破坏，更别说它们会对人体造成实质性的伤害了。

直径0.1纳米的细线

没想到如此大开脑洞的想法早在数十年前的量子色动力学中就已经可以寻求解释，看来脑洞最大的应该还是这群物理学家们。不过也正是有了这样充满想象的假设，现代物理才会朝着不可思议的方向去发展。