1 原子運動 (筆記)

2021-06-27 18:12:37 字數 1653 閱讀 4535

略....

如果在某種條件下,世界上所有的科學知識都被銷毀了,你現在擁有一張紙,你需要記錄下一句話用來將科學知識傳遞給下一代人們,你會寫什麼?這句話我曾經在老友記中的一次張首晟和潘石屹對談中聽到過。那是,張首晟曾說,他會寫下「物質是有原子組成」這句話。同樣的,本書的作者也認為他會寫下這個著名的原子假說理論。在物理學家看來,只要能夠將這個假說傳遞給下一代,那麼人類固有的對知識的探索與推理,就能夠根據這個假說,還原世界上原有的所有的科學知識。事實是否是真的如此,那只有等到世界滅完,我們真真需要寫這樣一句話的時候才能夠檢驗的出來。但是,這個故事無疑說明了,原子假說理論在科學史上的重要意義。所以,對於任何熱愛科學,並且想要深入了解科學的人來說,都有必要了解這個假說。

假設,我們用乙個很先進的光學顯微鏡來**一滴水滴,我們放大個1000倍的時候,可能看到的還是很平滑的一片水,但是當我們持續的放大,放大,直到看到的不再是平滑的表面的時候,我們就會發現,原來一滴水珠,是有更多更加細小的顆粒物質構成的,他們之間存在著種種相互制約的關係,迫使他們無法壓縮在一起。當你想要將兩個細小的顆粒壓縮在一起的時候,你會發現它們會互相的擊退對方。

科學發現,乙個原子的大小大概在1到2的10^-8 cm左右。現在10^-8cm有了另外乙個名字,叫做埃公尺。也就是說乙個原子的大小大概在1到2埃公尺左右。你可以使用下面的比喻來記住它的大小:當我們將蘋果放大到地球那麼大的時候,地球上原本的蘋果就相當於構成這個「大」蘋果的原子。

由於分子中原子之間相互的牽引,所有構成乙個分子的原子不會突然的飛離開來。但是當原子牽引到一定程度的時候,又會相互發生推擠的作用,從而使的構成乙個分子的原子在不斷地抖動。科學上將這種抖動稱之為「熱量」。當我們給水滴加熱的時候,我們就加劇了這種抖動的幅度。當加熱到一定程度的時候,原子之間的牽引作用將無法拉回原子,從而使的構成分子的原子飛向四面八方。

同樣,當我們給水滴降溫的時候,這種抖動幅度就會減小,從而使的液體的水珠變成固體的冰。

也就是說,原子之間的這種抖動是物體不同形態變化的原因。那麼有沒有一種狀態,是原子完全靜止抖動的了?我很好奇,是否有這樣的狀態?

科學家們同樣也想到了這個問題。他們把原子間完全靜止運動的狀態稱為「絕對零度」。但是這種狀態只是理論上存在的,根據我google來的結果,說理論科學家們認為當物體處於絕對零度的時候,原子靜止,那麼物質就會消失,發生了從有到無的轉變。當然這僅僅是猜測,有哲學上的含義。哲學家們**世界起源的時候,有如下的兩種理論,乙個是說世界永恆存在,它不會突然消失,只是萬物在不同的狀態之間進行轉化而已,原子理論好像更加的符合這個理論。另外一種就是說,世界其實是從無到有突然間產生的,更有如柏拉圖這樣的哲學家,認為我們現實的世界只是他提出的理形世界的投影。至於事實究竟如何,無從知曉。

我最近也有看哲學方面的書籍,原子構成世界的觀點實際上也是有哲學家們提出來的。提出原子假說的是古希臘的哲學家德謨克利特 ,後世的人稱它為原子之父。

上面的描述,是從原子的觀點來描述物體在不同狀態之間變化的原因。除了這些不同的狀態,原子還能夠解釋一些奇妙的過程變化。

比如,在乙個密封的罐子當中,放了一部分的水。如果我們能夠看到水的表面的話,我們就會發現水表面有大量游離的水分子從水中跑向空氣中去。這樣的變換過程稱為蒸發。但是,水蒸氣慢慢的聚集,最後又會變成水珠滴落下去。如果這個罐子是理想上的完全密封的話,過了20年後你在去觀察,它依然還有那麼多的水分。所以原子能夠不停的在狀態間進行轉化,但是整體上卻沒有消失什麼。這個罐子從長遠的眼光來看,似乎什麼也沒有發生。但是這20年裡,分子間不停的轉化時時刻刻都在進行著。

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