量子力學,真的能讓人變大變小嗎?像《蟻人》那樣?

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剛好看了蟻人2,對於蟻人中可以利用皮姆粒子把人變大變小甚感神奇的同時,也對此感到質疑。這裡就談一下:

電影中把人或者物變大變小的原理就是改變原子間的距離,這種具有改變原子間距離的神奇粒子,就是皮姆粒子。我們都知道,原子和原子之間通過化學鍵形成分子,化學鍵形成的機制就是兩個原子共享它們原子核最外層的部分電子,並使這些電子在兩個原子之間運動而形成一個新的電子軌道。同時,一個原子中,電子和原子核只佔了極小的一部分空間,原子其實完全是空的。如果把原子核變得有足球那麼大,原子可能得有足球場那麼大,而電子則更小了。所以,一個原子幾乎是透明的。如果皮姆粒子真的可以把電子和原子核之間的距離縮短,那麼把一個人或者物體縮小到螞蟻大小,則是完全沒問題的。當然了,即便是縮小到一個正常原子大小,即所謂量子域,也不是不可能。



可是電影中把皮姆粒子說的那麼神奇,現實中這種粒子允許存在嗎?

答案是大概率不允許。我們都知道,原子的核外電子就是在特定軌道上運行(量子力學中是波函數),這種軌道是定值,就像光速一樣,不會大也不會小。這個時候你告訴科學家,有一種技術,可以把電子的軌道變小,同時還不破壞原子以及分子的結構,得到一個宇宙中從未有過的電子軌道,這幾乎是完全違背自然規律的。



當然,實際中確實有改變物質體積的情況,例如白矮星,這種星球的密度極大。但是白矮星的改變,是因為巨大的引力直接把所有原子的外層電子都擠壓了出去,就像整個星球的原子連在一起形成了一個巨大的分子,電子在整個星球的原子間運動,原子核漂浮在電子的海洋裡。而蟻人中如果是採用這種方式,無疑是不行的,你把一個人所有的分子結構給破壞了重組一個大分子,這還是人嗎?



當然了,如果量子技術發展到一定程度,空間大小可以一起改變,那時利用空間大小改變實現人體或者物體大小改變才應該比較靠譜。

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