科学家的这个发现,让我重新看待一杯水
这周看到的一项研究,我真的被惊到了。
科学家发现了一个特别意想不到的联系,让我看问题的角度完全变了。
物理学家一直在思考的问题
宇宙里为什么会有生命?这个问题听起来简单,但细想下去特别深。
宇宙大爆炸之后,本来可以演化出无数种可能。恒星可能形成,但不一定能产生构成我们身体的元素。行星可能一直在冰冷的寂静中运转。偏偏,我们存在了,你正在看这篇文章,这事儿本身就挺神奇的。
几十年来,科学家一直在琢磨:咱们宇宙的基本规则,是不是有什么特别之处?那些控制原子行为、决定恒星燃烧方式的数字——物理常数——理论上可以有任何值。那为什么偏偏是这些刚好能孕育生命的值?
这就是伦敦大学玛丽女王学院的Kostya Trachenko一直在研究的问题。他们的发现既深刻,又相当有意思。
物理常数到底是什么?
说得简单点,物理常数就是宇宙的"基础设定值"。这些数字在宇宙任何地方、任何时间都是不变的。
比如电子的质量和电荷——这些很小的数字决定了原子怎么结合、化学怎么发生、万物怎么维持稳定。还有普朗克常数,它管着量子世界里那些微观粒子的行为。这些数值就"写死"在现实里。
没人知道为什么偏偏是这些值。它们就是这样存在着。稍微改一下,可能就完全不一样了——一个根本不适合生命存在的宇宙。
转折来了:粘度
接下来是Trachenko研究有意思的地方。他开始琢磨一件特别日常的事——液体怎么流动。
粘度说白了就是液体"稀稠"的程度。水倒起来很顺畅,粘度低;蜂蜜黏黏的、流动很慢,粘度高。这个概念很简单对吧?
但Trachenko在想一个问题:宇宙的物理常数,会不会也限制了液体到底能有多稀?
答案很让人意外——还真是。
他的2020年研究表明,液体的粘度有一个理论下限。不是说技术上做不到,而是物理定律本身就不允许液体无限稀。同样的常数既管着原子行为,也管着流体运动。
这和生命有什么关系
这里就开始有意思了。
生命离不开液体运动。营养物质要流进细胞,废物要排出去,各种化学反应都在液体环境里发生。就连扩散——分子在液体里散布的方式——都取决于液体流动的难易程度。
粘度太高的话,一切都会变得黏糊糊的。营养送不进去,细胞就会被自己困住。
粘度太低也不行。生物过程需要精确、可控的流动,不能让分子乱窜。
也就是说,生命需要液体粘度"刚刚好"。而宇宙的物理常数,恰好就允许这种情况存在。
Trachenko后续的研究估算,如果常数发生很小变化——只有几个百分点——比如普朗克常数或电子电荷改变,血液可能就稠得流不动,或者稀得没法维持正常功能。能支持生命的粘度范围,比想象中窄得多。
恒星的关联
这部分真的让我忍不住"哇"了一声。
控制液体粘度下限的那些物理常数,同时也控制着恒星里的核反应——就是创造碳、氧这些重元素的过程。而这些东西,恰恰是我们身体组成的原料。
所以,在任何生命出现之前,恒星就已经在用同样一套规则生产生物所需的原料了。而这套规则,刚好也允许了生命最终需要的液体特性。
这不可能是巧合?也可能就是巧合?科学家现在也没法确定。但恒星核聚变和人体血液流动背后是同一组数字,这本身就很有深意。
我的感受
这个话题真的让人觉得很渺小。我们总觉得物理学研究的是很远很抽象的东西——黑洞、量子粒子、星系诞生。但这里,却能看到宇宙最基本的法则和我们活着这件事之间最直接的联系。
每次你喝水、呼吸、心跳,都发生在这些物理常数的"允许范围"内。这个范围刚好让生命成为可能。
要说这是巧合、是更深层原因的表现、还是就这样没道理地发生了——我也不知道。
但至少,蜂蜜能正常流这件事,我是真心感谢的。
来源: ScienceDaily