“千克”變了:人類思維是宇宙的度量衡|睡前聊一會兒

睡前聊一會,夢中有世界。大家好,我是黨報評論君。今天,我們來聊一聊質量和“千克”的話題。

除了在物理考試中會遇到千克的問題,我們的生活與這個計量單位最緊密的聯繫,似乎就只是不斷地關注自己的體重。你有沒有想過,胖了,瘦了,除了與身材變化有關,可能還來自“千克”本身的變化嗎?假如藏在巴黎郊區的“國際千克原器”落了灰塵,結果每千克變重了,體重顯示的數字也就會變小。這就好比是,“國際千克原器”落了灰塵,全世界人民都跟著“減肥”了。

“千克”变了:人类思维是宇宙的度量衡|睡前聊一会儿

從明年5月20日開始,這樣僥倖的幻覺也將不復存在了。近日,國際計量局投票決定,標準質量單位不再是國際千克原器,將使用量子力學中的普朗克常數重新定義千克。這標誌著人類將不再依賴於自然界的實物、而是運用自然界的法則來定義千克,正如國際計量局局長馬丁·米爾頓所言,“國際單位制的重新定義是科學進步中具有里程碑意義的時刻”。國際千克原器,這塊從19世紀以來就扮演千克等價物的鉑銥合金圓柱體,將成為人類科學發展的一個優雅的註腳。

大多數人看到這個消息的第一感覺,也許是難以置信,什麼?不用實物來定義質量,而是用看不見、摸不著的物理學公式?沒錯,自然界的法則雖不可見,但它“寂兮寥兮,獨立而不改,周行而不殆”,無始無終,亙古不變,用它來重新定義千克,可以讓千克保持高度的穩定性和精確性。我們都知道愛因斯坦構建的質能方程,能量等於質量乘以光速的平方,如果能夠確定能量的數值,就可以確定質量的數值。而普朗克常數正是確定能量數值的關鍵,於是就可以通過普朗克常數來精準定義千克。這就以永恆的法則和純粹理性的邏輯,為千克的定義找到了一個不變的基礎。

“千克”变了:人类思维是宇宙的度量衡|睡前聊一会儿

對日常生活而言,度量衡的微小變化並不會被察覺,沒有人會糾結於千克重新定義之後自己買一千克肉是否缺斤少兩。但是在科技發展中,度量衡的穩定性和精確性,扮演著極為重要的角色。在上世紀60年代,GPS技術需要將時間精確到十億分之一秒,正是時間的更精確標準使得GPS技術成為可能。對於日益發展的計算、製造、製藥、氣候變化研究等精密科學領域來說,把計量單位精確到微克是至關重要的。而運用普朗克常數重新定義千克,可以讓千克比國際千克原器精確至少1百萬倍。諾貝爾物理學獎得主比爾·菲利普斯說:“這是法國大革命以來度量衡領域最大的革命。”

除了對科技發展實際的好處,重新定義千克,提供了一種看待世界的全新方式,是人類想象力的勝利。用純粹理性世界的法則來定義現實世界,用制約著每一個可能世界的法則來定義我們這個世界的標準單位,這是人類想象力和知識發展對於現實的超越。柏拉圖曾說,“劃在沙子上的三角形可以抹去,可是,三角形的觀念,不受時間、空間的限制而留存下來。”科學的發展毫無疑問是從經驗開始的,但它的使命不是滿足於現實,而是要實現“想象的飛越”,去觸碰那些不受時間、空間的限制而保持不變的法則,在看得見的世界之外抵達看不見的純粹理性。現實之物難免陰晴圓缺、物壯則老,為什麼不能用永恆的法則來定義完美的質量?用自然界的基本常數重新定義質量,說明以科學為代表的人類智力活動,其價值就是用想象力超越現實,透過有形之物凝視無影無蹤而又無所不在的永恆之物。

愛因斯坦說過這樣一句話,“宇宙最不可理解之處是它是可理解的”。科學家們驚奇的是,人類這樣一個物種竟然能夠進化到這樣的程度,讓他具備一種透過經驗世界窺見抽象本質的智識能力。現在,我們有能力用自己想象出來、被經驗所證明的那些法則和公式,來重新定義千克和我們所處的經驗世界。這也許正是我們這個物種最獨特的地方,讓每個人的心靈都具有建構宇宙的能力,這是每個人都具備的內在力量。

這正是,與時偕行如長河,唯變不變可奈何?永恆法則重定義,千克穩定信可樂。

(文|李 拯)


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