导语:随着21世纪人类科学的发展,我们可以清楚地了解宏观和微观世界。宏观世界中的物理现象可以用经典力学来解释,而微观世界依赖于量子力学。这些理论的出现已经有100多年,人类仍在用这两种理论指导科技的进步。

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微观世界中,人类的认知已经疲软,高能物理的巅峰已经过去,标准模型出现了重大危机,到了现在,这两种理论甚至成为了禁区。因此,想要进一步了解微观世界,需要等待下一次科学突破。

在化学中,我们常说结构决定性质。微观上结构所表现出来的性质,在宏观中必然具有相应的特性。例如,不同的元素能够具备不同的属性,氢的原子结构决定了这种气体非常容易被点燃,铀的原子结构决定了在经过一定程度浓缩后,该元素具有一定的放射性

尽管这种认知方式在宏观世界中并没有什么问题,但是如果拿到微观世界之中,我们反而非常容易被这种已经形成的思维方式所误导,因为并不是所有时候微观世界里面的结构都会在宏观上表现出来。

一旦结构达到原子水平,这个领域的性质往往与宏观的表现大不相同,甚至让人无法理解物质所表现出来的现象。

在宏观世界中,一切都能够完全确定,因果关系非常严格,如果有特定的输入,必然会有相应的结果。然而,微观世界中的一切都是模糊的,甚至可能与因果关系相反

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举个非常广为人知的例子,当我们对于一个电子的行为进行观察时,会发现这个电子的位置很难被确定,不是因为我们不知道它的位置,而是因为我们可能在两个位置同时发现这个电子,也就是说这个电子具备两个位置点。另外,人类对于这个电子不同的观测方式所得到的电子所处的位置甚至都会不同。

因此,我们所熟知的宏观世界的概念非常难以用于量化微观,因为这些粒子总是模棱两可和自相矛盾的。幸运的是,人类仍然能够通过概率统计来对于粒子的行为进行研究。

因为在最开始,人类就尝试使用概率统计来研究微观,所以我们很难非常准确地摸索到微观形态下粒子的行为,这导致了一个非常严重的后果,人类可能永远无法完全操纵任何微观粒子

我们吃的粮食、使用的洗面奶,包括我们本身,都是由物质组成的。我们身体里面存在着不一样的物质,原因就是这些物质彼此之间的原子有所差异。举个非常简单的例子,每一种植物都可以被看作一个工厂,只不过这个工厂的产物比较单一。

对于西瓜田地来说,产出来的就是西瓜,这块田地所吸收的原材料就是生产西瓜所必须的,而如果一棵枣树吸收相同的肥料和水,长出来的肯定不是西瓜而是枣。

为什么会这样?因为植物只能通过固定的DNA编码物质,也就是说只会创造一种物质。如果我们发明了一个机器,可以扫描任何物质的原子排列信息,然后使用这些信息重建物质,人类科技就会达到一种新高度。

结语:大家是否期待这种技术?欢迎留言。