27 魔砂（5）

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    “对，这是我去年和前年讲过的。然后接下来最重要的东西就要在这个基础上出现了，一定要仔细听，同时把你听到的每一句话想都明白哦！”

    我立刻打起精神，坐直身子，竖起耳朵，做好迎接重要知识点的准备——每当讲到关键之处，米西雅是一定会提醒我的，这也是那个世界的老师从来都不会做的事。

    “既然实物粒子和虚粒子的组成成分都一样，那么它们之间就应该有千丝万缕的联系。其中一个最容易从直觉出发想到的联系就是，实物粒子和虚粒子之间应该有相互作用！这个猜想到底对不对呢？卡西米尔效应告诉我们，由无数的实物粒子组成的宏观物体确实是可以与虚粒子发生相互作用的，这就是两块靠得极近的光滑平行金属板之间的卡西米尔力。由此看来，实物粒子也应该能与虚粒子发生相互作用才对。下面，请你先看一样东西。”

    米西雅突然停下，启动自己的第三只眼睛播放投影。

    投影中是一段通过显微镜拍摄到的视频：若干小颗粒像一群无头苍蝇一样在空旷的空间中毫无规律地乱窜乱跳，有时明明相互之间还离得老远，也根本没碰上任何别的东西，却会突然随机地改变运动方向，甚至一下子来个180度折返！它们一刻不停地以这种疯疯癫癫的运动方式到处横冲直闯，不知道自己要去哪里，也没有任何人能够知道，仿佛不受牛顿力学中的惯性定律约束。我从来没见过日常生活中有什么东西会像这样疯狂地运动。

    视频放完了，米西雅解释道：“这是用高倍显微镜观察到的悬浮在水中的花粉颗粒，在那个世界，最先发现这种现象的是一位名叫布朗的植物学家，所以被命名为‘布朗运动’。后来物理学家们参与了对这个现象的研究，很快找到了花粉颗粒这样运动的原因：每一个花粉颗粒每时每刻都受到它周围无规则随机运动的水分子的撞击，由于花粉颗粒足够小，同一时刻撞上它的水分子数量有限，对它施加的力完全相互抵消的可能性很小，于是花粉颗粒的运动状态就会沿着它在这一时刻受到的撞击合力的方向发生改变。下一时刻撞上花粉颗粒的水分子的数量、动能、运动方向又完全变了，花粉颗粒受到的撞击合力方向和大小也会与上一时刻不同甚至差异巨大，于是花粉颗粒的运动速度和方向又会发生突变…… 但是一个物体只要体积和质量足够大，就不会受水分子撞击的影响了。因为首先是质量大惯性就大，运动状态不容易被改变，而每个水分子的撞击力对宏观物体来说实在太小了。然后，由于体积足够大，在某一时刻撞上这个物体的水分子数量非常非常庞大，这无数个运动方向和速度大小各不相同的水分子对物体施加的撞击力有足够大的几率完全相互抵消，物体受到的合力为零，所以还可以保持原地不动或者以原来的速度继续运动。因此，越大的物体越不可能发生布朗运动，越小的物体布朗运动会越明显。”

    “这个啊，我好像听说过……”我突然记起自己在那个世界学的物理课中似乎提到过布朗运动的概念，但是教科书仅仅只是一笔带过，老师更没有像米西雅这样详细地讲解。

    “你如果知道这个，那再好不过了，我们可以省些时间。”米西雅笑了笑，又接着说：“不过你想不想知道水分子为什么要时刻不停地无规则随机运动呢？”

    “这……我当时还根本想不到这个问题……”

    “没关系，从这里开始，你就可以一窥微观世界的模样了。其实，水分子和所有微观粒子一样，在自由空间中的运动都是完全随机的，我在前面讲过，随机性是微观粒子运动的一大特征，你永远不可能知道一个微观粒子下一时刻要往哪个方向跑，会到达哪里。即使把粒子放在完全真空的空间中，排除一切来自外界的干扰，它们还是会如此运动，而且越小的粒子会运动得越随机，越疯狂，越难以捉摸，而越大的粒子却会显得越老实——就像显微镜下那些作布朗运动的花粉颗粒一样。相对而言，由氢氧原子组成的水分子已经算很老实的了，你可以想象一下电子这种比原子还小得多的基本粒子该有多野。”

    “我觉得已经用不着想象了。然后呢？”

    “你已经听了关于布朗运动的原因的解释，现在，你能不能试着用类比的方法，也来猜一猜微观粒子的运动方式为什么会是完全随机的呢？”

    我低头思考了五分钟后，小心翼翼地回答：“难道还有比这些微观粒子更小的，看不见的粒子在无规则地随机撞击它们？”

    “你的回答已经对了八成，按照那个世界的人类的认识，基本上可以算一个正确的答案了，只是不够准确和具体。”米西雅的评判有点不置可否。

    “那么准确和具体的答案是什么？你就直接告诉我吧。”感觉到米西雅又开始一如既往地吊胃口，我简直等不急了。

    “随机撞击微观粒子的，就是随机运动的时空介质呀！时空介质微观结构的随机运动产生了真空涨落，时空的自然单位变成了不断瞬间生灭的虚粒子，它们也是会对实物粒子产生撞击力的，而且它们无处不在！尺度接近时空自然单位数量级的基本粒子就像水中的花粉颗粒一样，某一瞬间撞上它的虚粒子数量有限，受到的撞击力相互抵消的机率太小，所以受力不均，很容易被撞得无规律地到处随机乱跳；而尺度远大于时空自然单位数量级的粒子则因为任一瞬间被太多的虚粒子撞上，撞击力容易相互抵消，使粒子受力均匀，所以运动状态不容易受干扰，运动得更接近宏观物体。微观实物粒子不可预测的随机运动，已经证明了它们也会与虚粒子发生相互作用，加上你早已知道的卡西米尔效应，我们完全可以认识到这个确凿无疑的事实：无论宏观还是微观，实体物质都会与虚粒子发生相互作用！只是虚粒子对微观粒子的影响非常大，而对宏观物体的影响必须要通过一些极精密的技术手段才能检测出来，否则完全可以忽略不计。”

    等了这么久，米西雅终于一语点破了天机，原来微观粒子永远不可捉摸的神秘随机运动原因竟是如此的……简单！微观世界随机性的源头通过她几句浅显直白的话，就清楚地呈现在了我的眼前。

    “我想，现在你应该明白为什么每个微观粒子的运动都是完全随机的了。不过，足够大量的微观粒子的运动结果累加起来，就可以呈现出你看到过的那种规律——波动性！”米西雅站起来，一边摇着尾巴一边说，“从根本上讲，微观粒子的波动性当然也是离散的时空介质的运动与实物粒子的相互作用耍的一个把戏。但是这个问题研究起来就要复杂多了，今天的时间不够我们继续把它解决掉，那么，就暂时把它留到明天吧！下课！”

    我也站起来，伸了个懒腰，然后去厨房拿点火棒生火，准备做晚饭。

    “这几天湖对岸长出了许多新鲜的芦蒿，今天晚饭吃这个吧，我们一起去采。”米西雅忽然在我背后说。

    “芦蒿？太好了！咱们马上去！”去年的这个时节，芦蒿的美味给我留下了难以磨灭的印象。