宇宙底層運作的科普探索: 宇宙格點刷新論(GRC) 大眾導讀 第一章 宇宙會不會是一套系統? 繪圖遇到的限制 有一次我在用 SketchUp 畫3D圖,需要畫一個圓形,但卻畫不出來。 在 SketchUp 裡,圓形是由許多線段組成的「正多邊形」,線段設定越多,看起來就越像圓。如下圖。比方設定「12線段」,那它就會給你一個十二邊形。 但那天卻畫不出來,不管輸入多少線段,就是一直出現錯誤,後來我才知道原因: 我的圓尺寸太小了。 (下圖,地上那個小圓點) 當圓的尺寸設定太小時,SketchUp 的座標參數會出而無法形成封閉的面,所以軟體有限制線段的最小尺寸。 但以前的版本沒有上圖畫面中這樣的警告,所以我一直以為是操作錯誤。後來才漸漸覺得,這會不會是軟體的某種限制? 當系統在某個尺度以下,無法維持原本的精細運作時,它就必須改用另一套規則來運作? 但這又讓人很矛盾,難道要畫小螺絲釘、小孔洞都沒辦法精細嗎?不可能吧? 然後我突然想到: 「這不就像是 量子力學 的現象嗎?」 什麼是量子力學? 我們日常生活的各種現象,比方東西會掉落、球碰到牆壁會彈回來,大家都覺得再正常不過。但任何東西,一旦到極小的尺度,運作就會完全變樣! 這不是指沙子、灰塵這種尺寸,而是萬分之一公分這種尺度。 如果我們把一個物體不斷切半,最後就會出現原子、電子這種小小的「粒子」。 這種「一份一份、不能再細分」的結構,統稱為「量子」 ,就是指物理量的「最小基本單位」。而這個「最小基本單位的世界」就叫做量子世界。 量子世界的規則跟我們日常世界完全不同! 比方最基本的概念就是: 原子不是實體,而是99%都是空的! 上圖是原子的形象,我們都看過左邊那個模樣,中間一個原子核,四周有電子繞著跑。但右邊才是比較接近實際的運作,原子核四周雖然有電子繞著跑,但並不是在特定一條軌道上,而是在所有可能的軌道上的任何地方,科學家說「電子就像在一片朦朧的區域裡」,也就是圖中的灰濛濛的任何位置都有可能。 不過這也還不是正確的描述,因為原子核相對於整個原子來說是極度的微小! 有多小呢? 原子的比例大概類似下圖這樣:如果一個原子核是金莎巧克力大小、處在中正紀念堂的位置,那電子就位於在半徑5公里左右的...