如果有一根线直径比原子之间空隙小,以极快的速度横向切割一个人的身体会怎样?

吃辣条的海马


嗯,比较有意思。猫先生先给结论,如果有一根比原子间间隙更小直径的绳子,那么,横穿任何宏观世界的东西,都不会对物体完成任何影响。

很多同学要起哄了,不对啊,怎么可能,再细的绳子也是绳子啊,横切了都,会没事情发生!对头,问题就出在这个绳子身上了啊。比原子间隙还要细小好多,那么绳子的直径已经进入微观粒子尺度的状态了!这绳子已经不是宏观世界的物体了,绳子要用量子力学原理来解释和理解了。


这绳子,哪还有宏观尺度物体的连续性个实际性啊。它根本就是量子态啊!它只有描述它本身的波函数,弥散在空间中,对宏观世界的影响,除非发生测量行为,但同学们测量的是什么,是它切过的物体!根本没对这量子态绳子有过任何观测行为!所以,它根本就如同不存在一样。这就有点像薛定谔的猫。


猫先生内涵科普


原子间隙有大有小,比如组成化学键的两个原子,其间隙就会很小,甚至塞不下一个原子。而如果算把晶面间距作为原子间距的话,倒是空间挺大,一般可以达到0.1个纳米以上,足有容纳好多原子了。如果线的直径就是0.05nm,且结实度很高,那么其高速划过人体后会怎么样呢?


答案是并不会怎么样,因为绳子太小,即便从一个人的身体切过去,最多就是破坏一些原子的排列而已。科学家做克隆的时候会用细管插入细胞取走细胞核,而细管就是由于直径太短,插入取走后完全不会在细胞上留下伤口。当然了,细胞膜是磷脂双分子层,具有流动性,所以只要不是“伤口”很大,它都可以自己愈合。故而0.05纳米的细线,穿过细胞也不会导致细胞一分为二,细胞仍然会恢复原状的。



唯一复杂的是切割到骨骼处,虽然骨骼不像细胞具有流动性,但是细线传过去也仅仅破坏少数原子排列而已,并不会导致骨骼成分之间范德华力的破坏,所以骨骼还是一个整体。

故而,极细的线割不断人体。


科学探秘频道


首先,如果这个极快的速度指的是无限趋近于光速的速度,那么,即便细线的直径小于原子之间的空隙(数量级为10^-10米,即0.1纳米),但它的动能将会十分巨大。当细线与人的身体相接触时,其巨大无比的动能将会摧毁整个人。

但如果让纳米级细线的速度足够快而又不接近光速,那么,这根细小的线能否把人体切断呢?

在《三体》的“古筝行动”中,强度极高的纳米“飞刃”能够把巨型游轮切断,游轮上的人和物品也无一幸免。但从理论上来讲,纳米级细丝切断人体,甚至是巨型游轮应该是不可能的。

如果被纳米级细丝能够切开人的身体,并留下一个纳米级的断口,那么,身体并不会从断口那里一分为二,原因就是分子间作用力或者范德华力会起作用。之所以人的身体能够保持完整,不会被重力拉断,是因为分子间作用力强大到足以克服掉重力。由于在纳米级尺度下,分子间作用力占据主导作用,所以被细丝切出的纳米级间隙不会在重力的作用下而断开,人的身体会在范德华力的作用下保持完好。在切割过后,范德华力又会让体内分子恢复原位,空隙随之消失。

不过,纳米细丝可能会对人体内的蛋白质造成一定的破坏,因为蛋白质的尺度也在纳米级。如果人体内的一些关键蛋白质遭到破坏,这可能会造成内伤,甚至有可能对生命造成威胁。


火星一号



我们都知道,原子就是我们宇宙的“积木”,从巨大的银河系到微小的细菌都是由原子构成的。我们也知道原子内部是非常非常空旷的,如果把原子比做剧院的话原子核就是剧院内的一张椅子,所以说原子内部99%都是空的,但小小的原子核却占到了原子总质量的99.96%以上。

综上所述,构成物体的原子和原子之间的距离是非常非常大的,也正因为如此《三体》中的水滴仅仅是让原子和原子紧密排列在了一起就拥有了无坚不摧的威力,我们宇宙中的白矮星中子星以及夸克星就是原子之间距离不断变小最后压碎成夸克的过程。


如果有一根线比原子之间的空隙还小,那么用它来切割人体,人体都是没有任何感觉的,因为在那根线的“眼中”人体不再是一个实心物体,而是变成了一个由充满间隙的原子组成的物体。

医院的X光本质上就是高速切割人体的射线,需要注意的是,如果那根非常细的线是以光速的速度去切割人体的话,人是必死无疑的,因为质量再小的物体在光速时也会被相对论质增效应急剧放大质量,因此人体会在瞬间被巨大的能量气化消失。

相比这种还未被制造出来的线,现实生活中的肉眼可见风筝线和钓鱼线就能严重威胁到人类的生命安全,甚至未来的纳米材料也可以像《三体》中那样切割油轮。


宇宙探索未解之迷


在十九世纪,物质的模型是由英国科学家👨‍🔬汤姆逊提出的。他认为原子就像是葡萄干面包🥯,电子就是镶嵌在面包上的葡萄干。

然而,在上个世纪初,新西兰人卢瑟福在英国做了一个实验🧪,用电子轰击原子。卢瑟福意外地发现,只有极少数的电子被反射了回来。

这说明原子的质量集中在很小的原子核中,原子的体积只是由更为细的电子高速运动所形成的封闭体系。如果我们把原子放大到地球🌍那么大的话,原子核及电子的体积最多只有原来原子的大小。

因此,物质并非实体,只是运动的粒子形成的封闭体系,具有概率性。这也是为什么x射线可以透视人体的原因。

从理论上讲,我们人是可以无损穿墙而过的。因为,从形体上来说,无论是人还是墙,仅只是一堆运动的电子,而电子的半径据测量约为10-16厘米,其体积是可以忽略不计的。

在现实中,我们之所以受困于墙🧱的阻挡,是因为电子的速度太快,以至于我们无损穿墙而过的概率太小,小到即便是等上数百亿年仍不足以获得无损穿墙而过的机会。

综上所述,人体并不是实体,而只是一堆电子运动的空间。就此而言,人体与空气相类似,前者充斥着运动的电子,后者则是由气体分子构成。

如果我们用小于分子的细绳,以快于分子运动的速度在空气中划过,是不会产生任何气流的。

同理,如果我们用比电子还细的绳子,以远大于电子运动速度的光速划过人体,对于我们人来说是没有任何影响的。至少,比起照射x光,要安全得多。

因为,在光速运动的细绳来看,人体只是电子静态的点状空间。而且,电子的体积相对于人体大小的空间是可以忽略不计的。


淡漠乾坤


如果有一根线直径比原子之间空隙小,以极快的速度横向切割一个人的身体会怎样?

这是一个很好玩的话题,看过《三体》的朋友都知道书中有一个令人无比震撼的情节就是超高强度的纳米细丝“飞刃”将“审判日”号游轮切割成无数片的情节,出了这个主意的大史被封为了魔鬼!

那么问题来了,纳米细丝为保证足够的强度,它并没有达到小于原子的直径,因此从理论上来看确实有这个可能,那么假如存在一条比原子还要细的高强度度细丝,比如用多个质子以强作用力聚合在一起的细丝切割了人体,会怎么样呢?

一、这条线有多粗?

尽管原子的直径各不相同,但质子直径确是固定的!影响原子大小的因素有几个个,核电荷数和电子的层数以及外层电子数量,而质子则是原子核的两中基本粒子之一(质子和中子),强作用力客服了电磁斥力聚合在一起,这是四种作用力最强大的一种,但距离却极端!

质子的直径:1.6-1.7×10^−15 m

氢原子的直径:1×10^−10 m

理论上小于原子核的线条可以由强作用力的质子组成,它的直径远小于原子核,相当于一个足球场拉了一条终点线!

二、切割了人体损伤有多重?

在相当于质子尺度切割人体的话,其实对于这条细丝的话人体内部是极其空旷的,根据原子与原子核的比例,也许切割上千个原子都不一定会切割到原子核,而会损伤人体则是在分子层面的破坏,但这根如几个或者几十个质子直径的细丝影响是极为有限的!

三、人体的自我保护因素?

其实这也不是人体的自我保护因素,而是所有物体都具有的一种能力,这就是分子层面的范德华作用力,简单的说就是中性分子或原子之间的一种弱碱性的电性吸引力!这跟生命有否无关,是所有物质的微观层面都具有这种作用力!

因此被切割分子键的人体组织会瞬间愈合在一起,即使是没有生命的物体,这条线经过也不会切开物体,而是仍会继续在一起,并且被破坏的组织非常少,大部分结构仍然是连在一起的,对于有生命无生命损伤都是有限的,并不会危及到生命,甚至可能没有任何影响!


星辰大海路上的种花家


要看这根线小到什么程度,如果只是一个粒子大小,这完全没有什么损害。

在我们周围空间,布满了各种粒子,其中太阳弱相互作用产生的中微子无法计数。这些中微子以光速运动,穿越一切,我们人体每秒钟都至少有10000亿个中微子穿越,你感觉到了吗?

即使在黑夜,你躺在床上,太阳在地球的另一边,中微子也毫不延滞的穿越地球,从你的身体中穿过,而你却在做着美梦,有感觉吗?

所以,如果有一根中微子直径的细线怎么划过你似乎都对你的钢筋铁骨无碍。

研究认为,中微子以光速运动,其尺度和质量极小,可以与光子媲美。

看过一些朋友的文章,认为光速撞击可以摧毁一切,这句话只适用于宏观物体,比如一粒沙子,或者一个细菌。但到了量子级就不适用了,比如光子、中微子等等,这些玩意每时每刻都在以光速冲击着人体,似乎对人体影响不大。如果光子冲击的太多,会对皮肤产生损害,就是“灼伤”,仅此而已。

历史上曾经发生过一件奇怪的事件。1978年7月13日,前数量科学家Anatoli Bugorski正在维护苏联最大的粒子加速器U-70,当他把脑袋伸进加速器检查一个出了问题的部件时,不小心撞上了接近光速的离子束,那是不计其数的高能粒子,达到了3000戈瑞。当Bugorski被这些粒子束爆头时的反应是“1000个太阳还要明亮”,强光差点亮瞎了他的双眼。

但他没有死,只是留下了一些后遗症。

但原子间隙有多大呢?如果有原子间隙那么粗的线划过人体会怎么样呢?

前面有朋友说过这个原子隙缝有大有小,大约在1个原子左右。一个原子直径的线段划过人体会怎么样呢?这个似乎没有谁实验过,无法定论。但时空通讯认为如果是一个原子大小的物质从人体穿过,是没有什么损害的,但连城一条坚韧的细线划过人体会不会将人一切两半呢?

我比较同意不会出现被切割的情况,因为这根线只有不到纳米级,一个纳米只是百万分之一毫米,一个原子只是0.1到0.25纳米直径,分子会在被切割后,在范德华力作用下恢复原位,空隙很快消失,人体完好。

就是这样,欢迎讨论。


时空通讯


这是一个高端问题。看了高智商答案,难怪不得要领:被量子力学的“点粒子论”堵住了。

有几何人,对粒子尺度做到“心中有数”呢,原子半径?电子半径?质子半径?光子半径?引力子半径?...一锅粥,物理博士也茫然。

若认同我的“体粒子论”,则本题就是小菜一碟。这里我只解题,不讲原理。

常用参数:原子半径0.1纳米。电子半径2.82费米,核子半径0.15费米,原子核半径1费米。光子固有质量=电子质量=0.911e-30kg,光子半径=波长÷2π。

重要法则:粒子皆有强劲引斥力。电子有引斥力,核子有引斥力,电子核子有叠加引斥力。

原子内空间很难被穿越,除非高频的伽玛波、伦琴波、引力波、中微子线。

两个指标:粒子的穿透力或杀伤力,取决于:①有足够小的粒子半径,②有足够大的辐射能。

原子弹光辐射,主要是伽玛光子、电子线。波长λ=1皮米的伽玛光子,半径:r=λ/2π=0.16皮米,远小于原子半径10皮米。

波长λ=1微米的红外光子,半径:r=λ/2π=0.16微米=16000皮米,远大于原子半径10皮米。根本进不去。

中微子质量=上夸克质量=2.34MeV=4.16e-30kg,康普顿波长:λ=h/mc=5.3e-13m,中微子半径:r=λ/2π=3.7e-14m=0.037皮米,远小于原子半径10皮米,但由于体量太小,康普顿效应的概率极小,几乎没有伤害。

结论:伽玛线谱、伦琴线谱、紫外线谱可以像一把超细钢针伤害原子内部结构。其余免谈。

物理新视野,旨在建设性新思维,共同切磋物理/逻辑/双语的疑难问题。


物理新视野


受伤是必然的了,相当于照了一次x光吧,不会被切成物理两半,关键看线的组成。曾经有一个科学家不小心被粒子加速器的粒子穿过了大脑。他并没有严重的后遗症。

原子间的连接是靠电磁力的。单独的从一个原子中间滑,应该不会产生什么影响,但是可能会留下或者带走几个电子之类的,所以还是有影响。

人体的原子不是横平竖直排列的,切割中必然会碰到原子核高速碰撞原子核的问题,原子核都会被撞坏,线本身可能会断,因为线和人体原子的微观力学属性相同或相当(强核力和弱相互作用力和电磁力)。

如果有这么细的一根线且足够坚韧,它理应会把人体切成两半。但是由于线太线,临近的原子吸引力不会改变,位置会波动,但还是紧密连接在一起。

要看这个线是什么组成的,因为小到了原子级别的话,这些物质的性质就不能用宏观的思维去看待。需要用量子力学的视野去看了。如果时间或者空间也是一条线的话,我们是不是都被切了?


alpha虎


这样,假设你有一堆磁粉,堆成了人的模样,有真人大小。然后用一根棉线从他的腰部勒过去,然后再试一下,能不能轻易地将勒开的上下两部分磁粉分开搬下来。

我没做过这个实验,只是假想的。因为磁粉间吸力的作用,勒过后的截面再次在磁吸力的作用下快速结合,引力的传递是迅速的,线一经过就会吸合,和其他部位一样,没有区别。这个实验也可以用磁铁来试一下,看看能不能一条细线将将吸在一起的两块磁铁勒开,或者用多粗的线才能将两块磁铁隔开不在吸引。

人体的细胞是由基本的原子组成,原子又是由中间充斥大量空间的电子结构组成,彼此间靠引力吸引结合在一起。现在,有一根非常细的线可以轻松经过身体原子空隙穿过去,并不会影响电子间的引力,所以即使这根线一直穿过身体存在着,也不会对身体造成影响,身体上下两部分依然吸合在一起,功能正常。

但是,这条线的宽度如果宽与电子的直径,理论上会对神经信号的传到有影响,神经信号是电位差的传递,线宽刚好大于电子直径,能够阻碍电子的移动,就会对电位传递产生影响,这只是理论上的,实际上影响小到可以忽略。

可以说,越细的线,对身体的影响危害程度越小。一米粗的线,极速穿向身体,直接怼死人;子弹粗细的线,穿过身体,会伤死人的,若试图截过身体,会勒死人;棉线粗细的线,穿过特殊部位,不会危及生命,试图截过身体,就会把线崩断,有勒紧的感觉;题中提到的线,可以直接扫过或穿过身体的分子空隙,不会产生感觉;再细一些的线,就是我们认为的不存在的线,不存在的东西不会对身体产生影响。


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