我们总说世界上最遥远的距离是我就站在你面前,你却不知道我爱你,甚至还专门有这么一首诗来形容所谓最远的距离。仁者见仁,从物理学上来看,如果非要说一个的话,那具有物理意义的最远距离可能就是可观测宇宙的半径吧,足足有930亿光年那么长。
那世界上最短的距离又是什么呢?浪漫的人会说,两个相爱之人心灵间的距离最短,因为彼此就在对方心中,但是这并不具备物理意义。那么现实中最短的距离究竟是什么呢?
通过测量,人类发现氢原子的直径只有0.1纳米左右,相当于十亿分之一米,而一个水分子的直径也仅仅只有0.4纳米。
除此以外,一些不明就里的人可能会说,不不不,病毒的尺寸更小,它们比细胞还要小得多。其实不然,哪怕是最小的病毒,也比水分子的直径要大得多,至少大数千倍。
由此可见,氢原子可以说是十分微小的了。氢原子是所有已知元素中最小的原子,其基态原子里只包含一个质子和一个电子。
那电子的长度就是物理中最小的长度吗?其实也不是的,物理学上最短的长度是普朗克长度,没有任何一个长度能够低于普朗克长度,并且有意义。
普朗克长度以量子力学之父普朗克命名,被认为是宇宙中最小的长度单位,他的物理意义是一个光子在一个普朗克时间里所行驶的距离,大约为1.616*10^-35米。也可以换个说法,一个普朗克长度是一个质子直径的1/10^22。
而一个氢原子的大小又相当于质子大小的10万倍,所以一个氢原子和一个普朗克长度做对比,就相当于一个普通成年人和整个可观测宇宙做对比。
所以我们可以说,在目前的科学边界里,普朗克长度就是最小的长度,任何有意义的物理存在都会大于这个尺寸。所有低于这个尺寸的存在都仅仅是一个数学表示,不存在任何物理意义,这是量子物理所限定的。
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