作品聲明：內(nèi)容取材于網(wǎng)絡(luò)

前言

關(guān)燈那個(gè)瞬間你是不是覺(jué)得光直接殺青退場(chǎng)了？這就是物理學(xué)界最成功的潛伏大戲。當(dāng)你合上開(kāi)關(guān)的零點(diǎn)幾納秒里，房間那數(shù)百萬(wàn)億億個(gè)光子根本沒(méi)打算拎包走人。

它們只是在和你玩一場(chǎng)高端的變裝秀，從你肉眼能捕捉的頻道直接跳到了隱身波段，在黑暗里接著開(kāi)狂歡派對(duì)。

說(shuō)白了黑暗就是人類(lèi)視覺(jué)無(wú)法感知紅外光等不可見(jiàn)波段的結(jié)果。

大伙兒覺(jué)得黑了就是沒(méi)了，可要是代入這種能量邏輯去看，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)光這輩子就沒(méi)學(xué)會(huì)過(guò)什么叫撤退。

鎢絲里的瘋狂換裝與光子的出生證

要看穿這場(chǎng)戲，得先去燈泡這個(gè)工廠內(nèi)部打探一下。拿那種老式的白熾燈來(lái)說(shuō)，它的核心邏輯特簡(jiǎn)單，就是靠著一股子橫沖直撞的蠻勁。

電流沖進(jìn)鎢絲的時(shí)候，就像一群滿腦子只有沖鋒的壯漢擠進(jìn)了一條窄巷子。鎢這種金屬由于電阻大、熔點(diǎn)高，成了電流最理想的磨刀石。

當(dāng)電流在細(xì)小的鎢絲里瘋狂摩擦，溫度直接被頂?shù)搅?strong>約 2500°C。這時(shí)候微觀世界里的原子們就開(kāi)始集體整活了。

高溫讓原子內(nèi)部的電子拿到了巨額的能量獎(jiǎng)金。這些電子像打了雞血一樣從原本穩(wěn)定的低軌道猛地往高處跳，這在物理上叫能級(jí)躍遷。

但高處不勝寒，這些高軌道位置不穩(wěn)，電子隨時(shí)會(huì)滑回原來(lái)的老巢。就在它們跳回低軌道的一瞬間，剛才拿到的那筆多余能量就被它們當(dāng)成小費(fèi)給甩了出來(lái)。這筆能量就是光子。

一個(gè)普通的白熾燈，每秒鐘能梭發(fā)出數(shù)百萬(wàn)億億個(gè)光子。這些小東西自打出生那一刻起，血條就是滿的，沒(méi)有質(zhì)量，沒(méi)有靜止?fàn)顟B(tài)。

唯一的使命就是以每秒 30 萬(wàn)公里的速度在你的房間里玩命折返跑。這就是一場(chǎng)由電能轉(zhuǎn)化成熱能，再由熱能逼出光能的接力賽。

光子們拿著這張能量釋放憑證，帶著滿身的能量籌碼，正式開(kāi)啟了在房間里的極限飛行模式。

彈珠游戲與原子銀行的能量洗白

光子剛從燈絲里蹦出來(lái)，整間屋子就變成了一個(gè)超大規(guī)模的彈珠機(jī)。你那 3 米寬的房間在光子眼里跟沒(méi)有也沒(méi)啥區(qū)別。穿越它只需要10 億分之 1 秒。

在你還沒(méi)來(lái)得及眨眼的時(shí)間里，一個(gè)光子已經(jīng)在墻壁和地板之間彈射了上千萬(wàn)次。每一次撞擊都是在賭命。

如果是撞到了鏡子或者刷得雪白的墻面上，那些表面就像個(gè)極其挑剔的守門(mén)員，直接把光子彈飛，這在邏輯上就是反射。

但房間里大部分家具可沒(méi)那么好說(shuō)話。深色的木桌、灰色的窗簾，這些地方對(duì)光子來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就是吃人不吐骨頭的黑店。

光子撞上去的一瞬間，大部分能量都會(huì)被這些表面直接扣下。這就是吸收。光子這趟差事到這里似乎就斷了，可如果你覺(jué)得它死了，那就太看不起能量守恒這條鐵律了。

光子確實(shí)在撞擊墻壁后消失了，但它隨身帶的全部家當(dāng)都精準(zhǔn)地轉(zhuǎn)給了一個(gè)新宿主：墻壁里的原子。更準(zhǔn)確地說(shuō)，是交給了原子里的某個(gè)電子。

電子接了這筆能量，再次向上躍遷。這時(shí)候光子完成了它的能量交付使命，原地退場(chǎng)。

關(guān)燈的一瞬間，整間屋子的墻皮其實(shí)都存進(jìn)了海量的光子籌碼。光子這個(gè)具體的粒子形象沒(méi)了，但它的價(jià)值被完美地轉(zhuǎn)化為原子的內(nèi)部動(dòng)能。

紅外線的潛伏與人類(lèi)視覺(jué)的設(shè)備代差

原子能量接收器雖然收了錢(qián)，但由于它內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，這筆能量存不了太久。通常在不到 10 億分之 1 秒的時(shí)間里，原子就得把這筆橫財(cái)給撒出去。

這時(shí)候原子會(huì)通過(guò)高頻震動(dòng)，把多余的能量以熱的形式排掉。所以你摸摸剛關(guān)掉的燈罩或者被照久的墻面，那種熱乎勁兒其實(shí)就是光子能量轉(zhuǎn)化后的余溫。

故事到這兒還沒(méi)完。任何溫度在絕對(duì)零度以上的物體，都會(huì)無(wú)時(shí)無(wú)刻地往外發(fā)光。剛才吸收了光子能量的墻壁，會(huì)以一種新的形式把能量吐出來(lái)，這就是熱輻射。

新生的光子又出現(xiàn)了，只是這次它們的馬甲換了。由于在能量轉(zhuǎn)手過(guò)程中有一部分損耗成了純粹的熱能，新光子的能量變低了，波長(zhǎng)也就拉長(zhǎng)了。

這些新光子的波段已經(jīng)溜出了人類(lèi)肉眼的制空權(quán)。它們大多變成了紅外線。說(shuō)白了，關(guān)燈后的房間壓根就沒(méi)陷入絕對(duì)的死寂，它只是從一個(gè)可見(jiàn)光的世界變成了一個(gè)紅外光的世界。

我們覺(jué)得黑，純粹是因?yàn)槿祟?lèi)的視網(wǎng)膜裝備太拉胯。

人類(lèi)眼睛里那 3 種視錐細(xì)胞，只能識(shí)別紅綠藍(lán)這種短波長(zhǎng)的信號(hào)。對(duì)于波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅外線，我們的眼睛就成了擺設(shè)。

這就像是你拿著個(gè)收音機(jī)想聽(tīng)超短波波段，信號(hào)其實(shí)一直都在空氣里飄著，只是你的旋鈕擰不到那個(gè)位置。

如果我們戴上紅外夜視儀，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)關(guān)燈后的房間依舊明亮如初，墻壁、書(shū)桌甚至你的床單，都在幽幽地散發(fā)著紅外光芒。這種黑暗本質(zhì)上就是由于生理代差導(dǎo)致的視覺(jué)謊言。

永不熄滅的宇宙脈動(dòng)

如果光子不被吸收，它到底能活多久？德國(guó)海德堡普朗克核物理研究所朱利安?赫克 (Julian Heeck) 領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在 2013 年計(jì)算出，光子的壽命下限長(zhǎng)達(dá) 10^18 年。

這比宇宙現(xiàn)在的年齡還要長(zhǎng)得多。也就是說(shuō)，從宇宙大爆炸那會(huì)兒沖出來(lái)的老祖宗光子，現(xiàn)在可能還在某個(gè)星系邊緣晃悠。它們是這片宇宙里最資深的信使。

那么如果把一個(gè)房間徹底密封，等到所有東西都涼透了，熱平衡也達(dá)到了，是不是就能看到絕對(duì)的虛無(wú)了？

20 世紀(jì)的量子力學(xué)直接給這種想法判了死刑。即便是在絕對(duì)零度的真空里，那底下也全是算計(jì)。

虛無(wú)的真空中會(huì)憑空冒出無(wú)數(shù)的虛粒子，它們瞬間出生又瞬間湮滅，讓真空本身充滿了能量的脈動(dòng)。

這種真空里的暗流涌動(dòng)甚至能產(chǎn)生實(shí)打?qū)嵉奈锢砹Α?/p>

1948 年荷蘭物理學(xué)家亨德里克?卡西米爾 在飛利浦研究實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)預(yù)言過(guò)，把兩塊金屬板靠得足夠近，它們就會(huì)因?yàn)檫@種真空能量的擠壓而貼在一起。

1997 年華盛頓大學(xué)物理學(xué)家史蒂文?拉莫羅克斯在實(shí)驗(yàn)里精準(zhǔn)證實(shí)了這一點(diǎn)，測(cè)量精度達(dá)到理論預(yù)測(cè)值的 5% 以內(nèi)。這說(shuō)明在咱們這個(gè)宇宙里，絕對(duì)的黑暗和虛無(wú)壓根就是個(gè)不存在的偽命題。

結(jié)語(yǔ)

能量這東西從來(lái)不睡覺(jué)，它只是在用你看不見(jiàn)的方式躲在角落里低語(yǔ)。從你房間那層摸不著的溫?zé)嵊喙猓缴羁照婵罩心切┎话卜值拿}動(dòng)，光明和能量其實(shí)從未真正離場(chǎng)。

世界這本大書(shū)，人類(lèi)能看清的可能也就其中幾個(gè)段落。這種遍布宇宙每一個(gè)縫隙的能量守恒邏輯，才是這片荒涼底色里真正決定結(jié)局的硬核法則。

所謂的絕對(duì)黑暗，不過(guò)是那些看破不說(shuō)破的能量在換個(gè)馬甲玩游戲。

信息來(lái)源：
燈為什么會(huì)發(fā)光
光子也有壽命 下限百億億年比宇宙還長(zhǎng)