如果有人問起,世界上有哪些人類無法感知,卻真實(shí)存在的東西?相信很多人都會(huì)想到一些神秘的事物,但實(shí)際上,這個(gè)問題是有確定答案的,從科學(xué)的角度講,世界上確實(shí)存在著“人類無法感知,卻真實(shí)存在的東西”。 視覺是人類最重要的感知,在正常情況下,人類獲取的外界信息有80%以上都是來自視覺,然而人類的視覺卻存在著很大的局限性,比如說如果一個(gè)物體是完全透明的,或者其體積小到了一定的程度,人類就看不見了。 更重要的是,人類的視覺系統(tǒng)只能對(duì)可見光形成感知,而可見光其實(shí)就是波長(zhǎng)大約在400至700多納米之間的電磁波,要知道凡是溫度高于絕對(duì)零度的物體都會(huì)釋放電磁波,而在眾多電磁波之中,可見光所包含的范圍其實(shí)是非常狹窄的(如下圖所示),也就是說,世界上充斥著大量的電磁波,但人類卻只能看到其中極少的一部分。 除了視覺之外,聽覺和觸覺也是人類獲取外界信息的重要途徑,簡(jiǎn)單來講,聽覺就是人類感知到了物體振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械波,觸覺則是人類感知到了外界對(duì)自身的機(jī)械刺激。 實(shí)際上,人類的聽覺和觸覺都有很大的局限性,因?yàn)槿祟惖穆犛X系統(tǒng)通常都只能感知到20-20000Hz的機(jī)械波,一旦超出這個(gè)范圍,人類就聽不到了,而如果外界的機(jī)械刺激低于臨界值,人類的觸覺系統(tǒng)也就無法感知了。 除了視覺、聽覺和觸覺之外,人類還可以利用味覺和嗅覺來感知外界的信息,這兩種感覺的基本原理就是,人類可以通過特定的感受器(味覺是味蕾、嗅覺則是嗅覺受體)去感知具有一定濃度的微觀粒子。 很明顯,如果微觀粒子的濃度低于一個(gè)臨界值,那人類的味覺和嗅覺就不起作用了,例如在一般情況下,氯化鈉(食鹽的主要成分)溶液中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.2%時(shí),人類就感知不到咸味了。 綜上所述,人類對(duì)外界的感知其實(shí)是非常有限的,因此世界上確實(shí)存在著很多人類無法感知,卻真實(shí)存在的東西,比如說波長(zhǎng)在可見光范圍之外的電磁波、遍布在我們身邊的微生物、超聲波、次聲波、漂浮在空氣中的細(xì)小物質(zhì)等等。 值得一提的是,雖然對(duì)于大部分人類無法直接感知到的東西而言,我們都可以通過各式各樣的觀測(cè)儀器去輕易地發(fā)現(xiàn)它們,但有一種特殊的物質(zhì)卻是例外,它們就是中微子。 中微子是一種基本粒子,在粒子物理學(xué)中被歸類為輕子,它們的質(zhì)量極小(可以低至電子質(zhì)量的百萬分之一),如此小的質(zhì)量,使得引力對(duì)中微子的影響幾乎為零,除此之外,中微子還不會(huì)受到電磁力與強(qiáng)相互作用力的影響。 宇宙四種基本力,有三種都對(duì)中微子“無效”,而剩下的弱相互作用力,其作用范圍又極小,僅限于原子核內(nèi)的夸克層面,這就意味著,只有當(dāng)中微子正好撞在原子核內(nèi)的夸克上,它們才有可能被觀測(cè)到,那這個(gè)幾率有多大呢? 原子直徑的數(shù)量級(jí)為10^ (-10)米,夸克為10^(-18)米,而中微子的直徑則不超過10^(-20)米,也就是說,假如我們把中微子的直徑放大到1厘米,那么按相同比例放大之后,原子的直徑就高達(dá)1000公里,夸克的直徑卻僅為1米,由此我們可以清楚地認(rèn)識(shí)到,中微子正好撞在原子核內(nèi)的夸克上的幾率有多低,所以在絕大多數(shù)情況下,中微子都是直接穿過物體,而不會(huì)發(fā)生任何相互作用。 正因?yàn)槿绱?,中微子也被稱為“宇宙中的隱身人”,為了發(fā)現(xiàn)它們,科學(xué)家通常采用的方法就是,將上萬噸超純水置入地下深處,并在其周圍設(shè)置密密麻麻的光電倍增管,然后靜靜地等待某個(gè)中微子正好撞在夸克上所發(fā)出的微光。 盡管科學(xué)家們?yōu)榱税l(fā)現(xiàn)中微子可謂是煞費(fèi)苦心,但實(shí)際上人類發(fā)現(xiàn)的中微子數(shù)量卻寥寥無幾。 另一方面來講,我們?nèi)祟惿磉叺闹形⒆訑?shù)量卻大得驚人,對(duì)于地球而言,太陽是最主要的中微子來源,因?yàn)樵谔杻?nèi)部的“質(zhì)子-質(zhì)子鏈反應(yīng)”中(這是太陽內(nèi)部最主要的核聚變反應(yīng)類型),會(huì)產(chǎn)生大量的中微子。 根據(jù)科學(xué)家的估算,太陽每秒會(huì)釋放出大約10^38個(gè)中微子,而對(duì)于我們?nèi)祟悂碇v,不管我們身處地球上的哪個(gè)位置,每秒鐘都會(huì)有大約10萬億個(gè)中微子從我們身體穿過,就算是我們位于地球的背陽面也同樣如此(因?yàn)橹形⒆涌梢暂p易地穿過地球),它們真實(shí)存在,但人類卻根本就無法感知。 |
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