如果有人問起,世界上有哪些人類無法感知,卻真實存在的東西?相信很多人都會想到一些神秘的事物,但實際上,這個問題是有确定答案的,從科學的角度講,世界上确實存在着“人類無法感知,卻真實存在的東西”。
視覺是人類最重要的感知,在正常情況下,人類獲取的外界信息有80%以上都是來自視覺,然而人類的視覺卻存在着很大的局限性,比如說如果一個物體是完全透明的,或者其體積小到了一定的程度,人類就看不見了。
更重要的是,人類的視覺系統隻能對可見光形成感知,而可見光其實就是波長大約在400至700多納米之間的電磁波,要知道凡是溫度高于絕對零度的物體都會釋放電磁波,而在衆多電磁波之中,可見光所包含的範圍其實是非常狹窄的(如下圖所示),也就是說,世界上充斥着大量的電磁波,但人類卻隻能看到其中極少的一部分。
除了視覺之外,聽覺和觸覺也是人類獲取外界信息的重要途徑,簡單來講,聽覺就是人類感知到了物體振動産生的機械波,觸覺則是人類感知到了外界對自身的機械刺激。
實際上,人類的聽覺和觸覺都有很大的局限性,因為人類的聽覺系統通常都隻能感知到20-20000Hz的機械波,一旦超出這個範圍,人類就聽不到了,而如果外界的機械刺激低于臨界值,人類的觸覺系統也就無法感知了。
除了視覺、聽覺和觸覺之外,人類還可以利用味覺和嗅覺來感知外界的信息,這兩種感覺的基本原理就是,人類可以通過特定的感受器(味覺是味蕾、嗅覺則是嗅覺受體)去感知具有一定濃度的微觀粒子。
很明顯,如果微觀粒子的濃度低于一個臨界值,那人類的味覺和嗅覺就不起作用了,例如在一般情況下,氯化鈉(食鹽的主要成分)溶液中氯化鈉的質量分數低于0.2%時,人類就感知不到鹹味了。
綜上所述,人類對外界的感知其實是非常有限的,因此世界上确實存在着很多人類無法感知,卻真實存在的東西,比如說波長在可見光範圍之外的電磁波、遍布在我們身邊的微生物、超聲波、次聲波、漂浮在空氣中的細小物質等等。
值得一提的是,雖然對于大部分人類無法直接感知到的東西而言,我們都可以通過各式各樣的觀測儀器去輕易地發現它們,但有一種特殊的物質卻是例外,它們就是中微子。
中微子是一種基本粒子,在粒子物理學中被歸類為輕子,它們的質量極小(可以低至電子質量的百萬分之一),如此小的質量,使得引力對中微子的影響幾乎為零,除此之外,中微子還不會受到電磁力與強相互作用力的影響。
宇宙四種基本力,有三種都對中微子“無效”,而剩下的弱相互作用力,其作用範圍又極小,僅限于原子核内的誇克層面,這就意味着,隻有當中微子正好撞在原子核内的誇克上,它們才有可能被觀測到,那這個幾率有多大呢?
原子直徑的數量級為10^ (-10)米,誇克為10^(-18)米,而中微子的直徑則不超過10^(-20)米,也就是說,假如我們把中微子的直徑放大到1厘米,那麼按相同比例放大之後,原子的直徑就高達1000公裡,誇克的直徑卻僅為1米,由此我們可以清楚地認識到,中微子正好撞在原子核内的誇克上的幾率有多低,所以在絕大多數情況下,中微子都是直接穿過物體,而不會發生任何相互作用。
正因為如此,中微子也被稱為“宇宙中的隐身人”,為了發現它們,科學家通常采用的方法就是,将上萬噸超純水置入地下深處,并在其周圍設置密密麻麻的光電倍增管,然後靜靜地等待某個中微子正好撞在誇克上所發出的微光。
盡管科學家們為了發現中微子可謂是煞費苦心,但實際上人類發現的中微子數量卻寥寥無幾。
另一方面來講,我們人類身邊的中微子數量卻大得驚人,對于地球而言,太陽是最主要的中微子來源,因為在太陽内部的“質子-質子鍊反應”中(這是太陽内部最主要的核聚變反應類型),會産生大量的中微子。
根據科學家的估算,太陽每秒會釋放出大約10^38個中微子,而對于我們人類來講,不管我們身處地球上的哪個位置,每秒鐘都會有大約10萬億個中微子從我們身體穿過,就算是我們位于地球的背陽面也同樣如此(因為中微子可以輕易地穿過地球),它們真實存在,但人類卻根本就無法感知。
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