追求精确

2023-11-15  本文已影响0人  杨令宗

在大约250年前,人类步入工业时代的同时,也开启了自己对精确的不懈追求。从最初的蒸汽机,到汽车与航空飞行器,再到计算机与各类消费电子设备。这些技术奇迹在提升人类探索自然和经济生产效率的同时,结构越来越复杂,精细程度也不断攀升,工艺标准从第一次工业革命时期的厘米、毫米,直到今天信息革命时代的微米与纳米。

按照这种发展趋势,人类在科技进步中,对于精密的追求,可能会进入量子时代,一切物理尺度的概念,哪怕是微米、纳米都将失去意义,唯一可靠的,是时间,还有一些理论物理上的常量,比如量子力学中的普朗克长度,也就是理论上人类能够想象的空间最小尺度。它无法测量,只能用数学推导。如果非要用传统物理长度概念来界定,那么一个普朗克长度就是1.6乘以10的负35次方米。

当然,这种精度的物质,人类暂时既无法想象,也无法制造,它的应用场景,还仅仅局限于人类对于宏大宇宙的探索和测量,例如激光引力波天文台,目的就在于捕捉宇宙间一种极其微弱的能量扰动“引力波”,如果它被证明存在,那么爱因斯坦等科学家所预言的宇宙大爆炸和宇宙膨胀理论,就能得到有力的支持证据。

负责感知引力波的,是两道巨大的激光,来自太空的引力波如果穿越地球,就会对激光产生极其细微的扰动。而为了捕捉着极其细微的扰动,科学家在天文台中央配置了号称“人类有史以来最精密的测量仪器”,一个由纯石英制成,形制完美的圆柱体,它能通过持续反射激光,来帮助科学家探测激光运动距离的细微变化,从而判断引力波是否袭来。这个装置能精确到什么程度呢?如果用它来计算地球和最邻近的恒星,半人马座阿尔法A星之间的距离,那么这段41万亿多公里路程的长度,将可以精确到60到90微米,也就是一根人类头发的直径。 可以肯定的是,人类对于精确的追求,将和人类对于自然世界的探索一样,永无止境。

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