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萧萧千禧梦 序章

(2022-02-10 20:25:42) 下一个

作为一门非正式的专业课程,NASA宇航物理学研讨会由十几个报告组成。每星期一个报告,45分钟的演讲,10到15分钟的提问和讨论,主讲人都是邀请而来的重量级专业人士。

韩一迈是今天的主讲人。简单地介绍了题目和自己后,他的第一张透明片是全频电磁波谱。

“早在麦克斯韦提出他的著名方程组之前,人们已经知道光速是每秒30万千米。在提出电磁波假说后,麦克斯韦推导出了电磁波的速度,竟然也是每秒30万千米。物理学中的巧合是不存在的。因此,麦克斯韦大胆推论:光,也是一种电磁波。”

研讨会场慢慢安静下来。

“天妒英才。很不幸麦克斯韦先生30多岁就去世了。他去世9年后,赫兹博士在他著名的实验里第一次证实了电磁波的存在,那是1888年。

“后面的故事几乎就是近代物理学历史。到今天为止,人类已经发现了不同频率的电磁波,按光子的频率由低向高来看,无线电波,微波,红外线,可见光,紫外线,X射线和伽马射线。因为光子能量正比于频率,所以无线电波光子的能量最低,而伽马射线能量最高。”

第二排靠中间的一位女士举起了手。韩一迈示意她可以提问。

“您是否确定X射线光子能量一定比伽马射线低?”她似笑非笑地说。

“非常好的问题。”韩一迈微笑道,“我刚才所说的,是天体物理学的说法。不同的学科说法可能稍有不同。所以我猜您不是天体物理背景。您有可能是粒子物理,或者医学物理学家。我猜的对吗?”

“正确。我学的是医学物理。”

“好极了。我必须坦白说,您的问题非常好。伽马射线最低能量是0.5百万电子伏,而医学加速器可以轻松地把电子加速到6百万电子伏,甚至更高。这些高能电子在打靶中损失了所有的动能,这个过程就是轫致辐射,结果就是大量的高能X射线产生。轫致辐射能谱是连续的,所以这个过程中产生的X射线也有一个能谱,能量最高的X射线光子,与打靶前的高能电子的动能相同。事实上,这也是CT的原理。只不过CT的能量比较低。”

“这正是我想说的。请您继续吧。”

“非常感谢您的严谨。所以,严格地说,X射线与伽马射线在能量上有重叠。区别X射线和伽马射线的唯一标准,是射线怎么产生的。如果是通过粒子湮灭或者原子核辐射产生,就是伽马射线,否则就是X射线。一个4百万电子伏的X射线光子,与一个4百万电子伏的伽马射线光子有区别吗?答案是:完全没有。在物理上,这样的两个光子是全同的,无法分辨。”

这样的小插曲在报告中时常会有。无论什么问题,韩一迈倒也都接得住。他拧开了瓶装水的盖子,喝了一口,换到下一张透明片,继续他的演讲。

“人类的肉眼只对可见光敏感。而可见光在整个电磁波频谱中非常窄,甚至可以说,微不足道。比如我们今天的礼堂里就充满了各种辐射,无线电波,微波,远红外,红外,甚至紫外线,我们对这些辐射毫无感知。所以,我们现在现在所看到的世界,并不是世界的全部。”

韩一迈又换了一张透明片。“并不是所有的动物看到同样的世界。我们养的宠物,比如狗,它们视觉敏感的光谱和人类大致一样,却又有所不同。它们没有很强的色彩分辩能力,看不到我们人类眼中五彩缤纷的世界。但是它们却能对一部分红外光谱敏感。

“人类和宠物看到不一样的世界,可以说是进化的结果,但更象是选择的结果。我们或许被选择只能感受可见光,这样我们就会自然而然地相信,并没有除可见光之外的其它的生命存在。”

“Michael,你是否怀疑进化论?”台下有人打趣道。

“我想,很多生物学家都曾有过这样的经历:劝说一位物理学家相信进行论,并不比在实验室里通过转基因创造一个新的物种容易。他们明明知道一个转基因的植物新品种可以三到五年培育成功,而这样的品种通常有防虫、防旱、高产且容易存活等更适应生存的优势,他们无形中扮演了造物主的角色,却又硬要你相信,大自然的多样化是几十亿年来物种自己进化的结果。”

有人忍不住鼓掌。

“所以对很多物理学家而言,进化论如果真的是对的,那就太不合理了。幸运的是,在这个问题上我们不是主流科学家,生物学家才是。”

台下笑声一片。

“让我们回到今天的主题。在很多方面,人类并不比其它物种更进化。比如宠物就能看到一些对人类而言是无形的东西,因而非常紧张,叫个不停。而我们人类却不明所以。

“举个例子,假如此时正有几个无形生物游荡在这个礼堂,”韩一迈风趣地笑了笑,“它们现在就在我们身边穿梭,我们也感觉不到。但是如果恰好在我身边有条狗,它就会警示我。

“也就是说,对于这个世界,我们只看到了一部分信息,只是盲人摸象而已。而真实的世界,可能完全不同。”

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