蹲在路边等公交的间隙,脚边常能撞见块灰扑扑的石头。指尖碰上去凉丝丝的,风刮过没让它滚半分,蚂蚁爬上去也都没搅乱它的安稳。如果能把视线无限缩小,缩到比头发丝细百万倍、能钻进原子缝隙的程度,你大概率会吃惊,这石头里的每一颗原子,核外电子都在疯狂穿梭,速率快到能让高铁都望尘莫及。
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单说最简单的氢原子,它核外那一颗电子,每秒能奔出220万公里。这速度,算笔账就清楚它有多夸张,咱们常坐的高铁,最快每秒也就100多米,电子的速率是高铁的两万多倍,若让它绕400米的操场跑,一秒钟就能转5500圈,眼睛刚眨一下,它都跑完几十圈了。不只是氢原子,石头里的氧原子、硅原子,手机壳里的金属原子,它们的电子都在这个量级上奔忙。这穿梭不是瞎晃,正是电子始终没停下脚步,原子才能稳住结构,石头才没散成一堆零散的粒子。
但眼睛没捕捉到,不代表真的没动静。咱们的眼睛有局限。原子的个头极小,只有0.1纳米左右,也就是十亿分之一米,这个尺寸远超出肉眼能分辨的极限,咱们看到的物体,其实是上亿个原子凑在一起的集体呈现,单个电子跑得再快,整体看下来也没挪过窝,好比是一群人在原地蹦跳,从远处望,整群人还是待在原地没动。
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原子内部还有无形的拉力拴着电子。原子核的电磁力像根看不见的绳子,把电子拽在身边,电子再怎么飞驰也离不开固定范围。这些力在物体内部互相制衡,让粒子们只能在自己的小地盘附近活动,不会成群结队往一个方向跑,自然就不会有宏观上的移动。参照系的选择也很关键,咱们平时判断东西动不动,都以地面、墙壁为标准,可要是站在绕太阳转动的轨道上看,眼前的桌子、手里的手机,都在跟着地球以每秒30公里的速度飞行,连石头里的电子,都在跟着地球一起在宇宙里穿行。
运动和静止,从来都不是绝对的。你坐在沙发上刷手机时,总觉得自己没动,可地球在绕太阳公转,太阳又在绕银河系中心移动,整个太阳系每秒能跑220公里,这么算下来,咱们每天都在穿越近1.9亿公里的宇宙空间。只是这些运动太有规律,又没有明显的参照物,咱们才丝毫没察觉而已。
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这些高速运动,早就在悄悄影响咱们的生活了。用手机导航找奶茶店时,你或许没想起天上的GPS卫星,那些在太空里运转的卫星,每秒约3公里的速率,按相对论的说法,速度越快时间流逝越慢,卫星上的原子钟每天会比地面慢7微秒,再加上地球引力的影响,又会快45微秒。一慢一快叠加,不做校正的话,GPS定位每天的偏差可能达到10公里,你想找街角的小店,说不定会被导到另一个区。原来那些听起来遥不可及的相对论和高速运动,早就在咱们每天用的导航里了。
平时留意身边事物时,你有没有过类似表面安静内里忙的发现?是花盆里的绿萝(其实细胞在悄悄分裂),还是书架上的旧书(纸张里的分子在慢慢活动)?评论区说说你的观察。
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