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“千克”变了:人类思维是宇宙的度量衡 | 睡前聊一会儿

人民日报中央厨房-思聊工作室   

2018-11-23 22:33

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睡前聊一会,梦中有世界。大家好,我是党报评论君。今天,我们来聊一聊质量和“千克”的话题。

除了在物理考试中会遇到千克的问题,我们的生活与这个计量单位最紧密的联系,似乎就只是不断地关注自己的体重。你有没有想过,胖了,瘦了,除了与身材变化有关,可能还来自“千克”本身的变化吗?假如藏在巴黎郊区的“国际千克原器”落了灰尘,结果每千克变重了,体重显示的数字也就会变小。这就好比是,“国际千克原器”落了灰尘,全世界人民都跟着“减肥”了。

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从明年5月20日开始,这样侥幸的幻觉也将不复存在了。近日,国际计量局投票决定,标准质量单位不再是国际千克原器,将使用量子力学中的普朗克常数重新定义千克。这标志着人类将不再依赖于自然界的实物、而是运用自然界的法则来定义千克,正如国际计量局局长马丁·米尔顿所言,“国际单位制的重新定义是科学进步中具有里程碑意义的时刻”。国际千克原器,这块从19世纪以来就扮演千克等价物的铂铱合金圆柱体,将成为人类科学发展的一个优雅的注脚。

大多数人看到这个消息的第一感觉,也许是难以置信,什么?不用实物来定义质量,而是用看不见、摸不着的物理学公式?没错,自然界的法则虽不可见,但它“寂兮寥兮,独立而不改,周行而不殆”,无始无终,亘古不变,用它来重新定义千克,可以让千克保持高度的稳定性和精确性。我们都知道爱因斯坦构建的质能方程,能量等于质量乘以光速的平方,如果能够确定能量的数值,就可以确定质量的数值。而普朗克常数正是确定能量数值的关键,于是就可以通过普朗克常数来精准定义千克。这就以永恒的法则和纯粹理性的逻辑,为千克的定义找到了一个不变的基础。

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对日常生活而言,度量衡的微小变化并不会被察觉,没有人会纠结于千克重新定义之后自己买一千克肉是否缺斤少两。但是在科技发展中,度量衡的稳定性和精确性,扮演着极为重要的角色。在上世纪60年代,GPS技术需要将时间精确到十亿分之一秒,正是时间的更精确标准使得GPS技术成为可能。对于日益发展的计算、制造、制药、气候变化研究等精密科学领域来说,把计量单位精确到微克是至关重要的。而运用普朗克常数重新定义千克,可以让千克比国际千克原器精确至少1百万倍。诺贝尔物理学奖得主比尔·菲利普斯说:“这是法国大革命以来度量衡领域最大的革命。”

除了对科技发展实际的好处,重新定义千克,提供了一种看待世界的全新方式,是人类想象力的胜利。用纯粹理性世界的法则来定义现实世界,用制约着每一个可能世界的法则来定义我们这个世界的标准单位,这是人类想象力和知识发展对于现实的超越。柏拉图曾说,“划在沙子上的三角形可以抹去,可是,三角形的观念,不受时间、空间的限制而留存下来。”科学的发展毫无疑问是从经验开始的,但它的使命不是满足于现实,而是要实现“想象的飞越”,去触碰那些不受时间、空间的限制而保持不变的法则,在看得见的世界之外抵达看不见的纯粹理性。现实之物难免阴晴圆缺、物壮则老,为什么不能用永恒的法则来定义完美的质量?用自然界的基本常数重新定义质量,说明以科学为代表的人类智力活动,其价值就是用想象力超越现实,透过有形之物凝视无影无踪而又无所不在的永恒之物。

爱因斯坦说过这样一句话,“宇宙最不可理解之处是它是可理解的”。科学家们惊奇的是,人类这样一个物种竟然能够进化到这样的程度,让他具备一种透过经验世界窥见抽象本质的智识能力。现在,我们有能力用自己想象出来、被经验所证明的那些法则和公式,来重新定义千克和我们所处的经验世界。这也许正是我们这个物种最独特的地方,让每个人的心灵都具有建构宇宙的能力,这是每个人都具备的内在力量。

这正是,与时偕行如长河,唯变不变可奈何?永恒法则重定义,千克稳定信可乐。

(文|李 拯)

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