如果有人问起,世界上有哪些人类无法感知,却真实存在的东西?相信很多人都会想到一些神秘的事物,但实际上,这个问题是有确定答案的,从科学的角度讲,世界上确实存在着“人类无法感知,却真实存在的东西”。
视觉是人类最重要的感知,在正常情况下,人类获取的外界信息有80%以上都是来自视觉,然而人类的视觉却存在着很大的局限性,比如说如果一个物体是完全透明的,或者其体积小到了一定的程度,人类就看不见了。
更重要的是,人类的视觉系统只能对可见光形成感知,而可见光其实就是波长大约在400至700多纳米之间的电磁波,要知道凡是温度高于绝对零度的物体都会释放电磁波,而在众多电磁波之中,可见光所包含的范围其实是非常狭窄的(如下图所示),也就是说,世界上充斥着大量的电磁波,但人类却只能看到其中极少的一部分。
除了视觉之外,听觉和触觉也是人类获取外界信息的重要途径,简单来讲,听觉就是人类感知到了物体振动产生的机械波,触觉则是人类感知到了外界对自身的机械刺激。
实际上,人类的听觉和触觉都有很大的局限性,因为人类的听觉系统通常都只能感知到20-20000Hz的机械波,一旦超出这个范围,人类就听不到了,而如果外界的机械刺激低于临界值,人类的触觉系统也就无法感知了。
除了视觉、听觉和触觉之外,人类还可以利用味觉和嗅觉来感知外界的信息,这两种感觉的基本原理就是,人类可以通过特定的感受器(味觉是味蕾、嗅觉则是嗅觉受体)去感知具有一定浓度的微观粒子。
很明显,如果微观粒子的浓度低于一个临界值,那人类的味觉和嗅觉就不起作用了,例如在一般情况下,氯化钠(食盐的主要成分)溶液中氯化钠的质量分数低于0.2%时,人类就感知不到咸味了。
综上所述,人类对外界的感知其实是非常有限的,因此世界上确实存在着很多人类无法感知,却真实存在的东西,比如说波长在可见光范围之外的电磁波、遍布在我们身边的微生物、超声波、次声波、漂浮在空气中的细小物质等等。
值得一提的是,虽然对于大部分人类无法直接感知到的东西而言,我们都可以通过各式各样的观测仪器去轻易地发现它们,但有一种特殊的物质却是例外,它们就是中微子。
中微子是一种基本粒子,在粒子物理学中被归类为轻子,它们的质量极小(可以低至电子质量的百万分之一),如此小的质量,使得引力对中微子的影响几乎为零,除此之外,中微子还不会受到电磁力与强相互作用力的影响。
宇宙四种基本力,有三种都对中微子“无效”,而剩下的弱相互作用力,其作用范围又极小,仅限于原子核内的夸克层面,这就意味着,只有当中微子正好撞在原子核内的夸克上,它们才有可能被观测到,那这个几率有多大呢?
原子直径的数量级为10^ (-10)米,夸克为10^(-18)米,而中微子的直径则不超过10^(-20)米,也就是说,假如我们把中微子的直径放大到1厘米,那么按相同比例放大之后,原子的直径就高达1000公里,夸克的直径却仅为1米,由此我们可以清楚地认识到,中微子正好撞在原子核内的夸克上的几率有多低,所以在绝大多数情况下,中微子都是直接穿过物体,而不会发生任何相互作用。
正因为如此,中微子也被称为“宇宙中的隐身人”,为了发现它们,科学家通常采用的方法就是,将上万吨超纯水置入地下深处,并在其周围设置密密麻麻的光电倍增管,然后静静地等待某个中微子正好撞在夸克上所发出的微光。
尽管科学家们为了发现中微子可谓是煞费苦心,但实际上人类发现的中微子数量却寥寥无几。
另一方面来讲,我们人类身边的中微子数量却大得惊人,对于地球而言,太阳是最主要的中微子来源,因为在太阳内部的“质子-质子链反应”中(这是太阳内部最主要的核聚变反应类型),会产生大量的中微子。
根据科学家的估算,太阳每秒会释放出大约10^38个中微子,而对于我们人类来讲,不管我们身处地球上的哪个位置,每秒钟都会有大约10万亿个中微子从我们身体穿过,就算是我们位于地球的背阳面也同样如此(因为中微子可以轻易地穿过地球),它们真实存在,但人类却根本就无法感知。
好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。