在《西游記》中，孫悟空具有很多令人羨慕的本領(lǐng)，其中一項(xiàng)就是能隨意變小，既可以縮小成人類孩童，也能像一只蒼蠅那么小。如果他繼續(xù)變小，小到只有一個(gè)原子那么大，會發(fā)生什么事呢?

縮小成原子不容易

孫悟空是如何把自己變小的，他能不能小到像一個(gè)原子那么小?從物理學(xué)角度來說，變小可能有兩個(gè)途徑，一是將組成身體的微粒變小，二是減少微粒的數(shù)量。眾所周知，所有物質(zhì)都是由原子組成的，當(dāng)然，如果繼續(xù)往下分，原子還能被分成質(zhì)子、電子乃至夸克，不過鑒于太小的微粒對物質(zhì)的性質(zhì)影響不大，而且目前我們的科技水平只達(dá)到操縱原子的程度，因此這里我們只考慮改變原子縮小體型的方法。

(相關(guān)資料圖)

縮小原子并不容易。原子是由原子核和電子組成的，雖然原子核和電子都比原子本身要小得多，而且原子內(nèi)部十分空曠，原子核就像足球場中央的一粒芝麻，但是要把這個(gè)“足球場”擠壓成一?！爸ヂ椤狈浅ｋy，因?yàn)樵雍酥械馁|(zhì)子和中子是靠強(qiáng)核力結(jié)合在一起的，電子與原子核則是靠電磁力結(jié)合到一起的，隨著原子擠壓縮小，這種結(jié)合力會轉(zhuǎn)變成斥力，阻止粒子繼續(xù)接近。如果一意孤行地壓縮原子，原子可能會自我引爆。

那么，減少原子數(shù)量來縮小體型是否可行呢?某些程度上說，這是可能實(shí)現(xiàn)的。據(jù)估算，一個(gè)體重70千克的人由70億億個(gè)原子組成，數(shù)量龐大的原子構(gòu)成了身體的每一個(gè)細(xì)胞、組織乃至器官、系統(tǒng)，因此，從中減去一些原子，想來不會造成什么嚴(yán)重后果。不過，如果原子數(shù)量大量減少，人體也會逐漸“崩潰”。

我們要面對的第一個(gè)難題是體重。根據(jù)美國科學(xué)家計(jì)算，如果把一個(gè)人縮小至1/70而體重卻不變的話，其體重對他小小的腳丫子產(chǎn)生的壓力將是原本的1萬倍，螞蟻般的大腿將難以承受大象的重量。體型變小還將影響生活質(zhì)量，在身體的各個(gè)部位同時(shí)縮小的情況下，皮膚縮小的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上器官體積縮小的比例，這意味著熱量散失的速度將大大超過產(chǎn)熱的速度。比如一個(gè)縮小至原先身體1/70的人，用來散熱的皮膚表面積會只剩下1/5000，而產(chǎn)熱的身體器官質(zhì)量將只剩下1/350000，產(chǎn)生熱量的速度與身體的質(zhì)量是呈正比的。在這種情況下，為了給身體提供足夠的熱量，我們每天都得吃和體重一樣多的食物，日常生活將被食物占滿。

隨著原子數(shù)量的減少，身體受影響的程度將逐漸增加。人體的司令官——DNA是由原子組成的，我們也許可以從構(gòu)建DNA的分子中去除原子，但一旦原子數(shù)量少到DNA的結(jié)構(gòu)被破壞，它就無法再發(fā)揮指揮功能。身體器官缺少過多的原子也會影響功能，太小的眼睛看不見東西，太小的耳朵聽不到聲音，太小的嘴巴吃不了食物。因此，減少原子數(shù)量來變小的方法也是有極限的，變小成一個(gè)原子基本不可能。

變小成原子會怎樣

雖然從現(xiàn)實(shí)的角度來說，孫悟空不可能小成一個(gè)原子，但孫悟空可是神仙，如果他有什么神奇的方法將自己變成一個(gè)原子，那么他會經(jīng)歷什么事情呢?

我們對原子最大的印象就是它非常小，小到什么程度呢?一根頭發(fā)絲的直徑差不多相當(dāng)于50萬個(gè)碳原子排列在一起。如果我們縮小成一個(gè)原子，所有的一切都會變得巨大起來：空氣中漂浮的氮?dú)狻⒀鯕夂投趸际怯蓴?shù)個(gè)原子組成的，它們的體型都是原子人的幾倍;想要走過一根頭發(fā)絲直徑那么短的距離，都需要數(shù)不清的時(shí)間和力量;平時(shí)微小得不認(rèn)真看就會忽略過去的螞蟻對原子人而言，就相當(dāng)于一座難以攀登的高峰。

最糟糕的是，到處充滿障礙物的原子人的世界還可能是一片漆黑的。我們能夠看到物體是因?yàn)槲矬w發(fā)出的光或者反射的光進(jìn)入了人眼并被大腦感知到，黑夜之所以伸手不見五指就是因?yàn)槟軌蜻M(jìn)入人眼的光非常少。如果我們變成原子人，若是想看到周圍的物體，同樣也需要有足夠多的光子進(jìn)入眼睛并被感知到。但是，對于原子人而言，即使眼睛和大腦都仍然能夠正常工作，進(jìn)入眼睛的光也將變成一個(gè)個(gè)光子，這些光子難以將世界的全貌拼湊出來，原子人的眼前要么是一片漆黑，要么是斑駁陸離。

不過，雖然看不清楚，原子人也許也可以正常生活，因?yàn)閷λ麄兌?，靈敏的觸覺足以感知周圍的世界。原子人的強(qiáng)大觸覺來源于量子隧穿效應(yīng)——在宏觀世界中，一個(gè)網(wǎng)球被打到墻上，它會被墻面彈開，但是，在微觀世界，一個(gè)原子撞到一堵墻，它卻可能出現(xiàn)在墻壁的另一側(cè)——原子人通過感應(yīng)“墻壁”兩側(cè)的能量變化就能知道周圍物質(zhì)的變化。運(yùn)用這個(gè)效應(yīng)，人們造出了掃描隧道顯微鏡：掃描隧道顯微鏡的探針針尖上可以做到只有一個(gè)原子，那個(gè)原子在靠近其他原子時(shí)會根據(jù)電子云的變化摸索出周圍的原子，并將圖像呈現(xiàn)出來。

雖然生活中充滿了障礙物，不過原子人也有獨(dú)特的運(yùn)動方式——量子糾纏。量子糾纏是一種神奇的理論：如果有兩個(gè)量子，其中一個(gè)身處地球，另一個(gè)遠(yuǎn)在月球，改變在地球上的量子的狀態(tài)，月球上的那個(gè)量子的狀態(tài)也會立即改變，而且這種變化是瞬間發(fā)生的。也就是說，如果一個(gè)地球上的原子人想對月球上的東西做什么事情，只要在地球上反著做，他在月球上的“分身”原子人就會自動地再反過來做，反反得正，地球原子人不費(fèi)吹灰之力就能達(dá)成目的。

原子人想要跨越一條“發(fā)絲河”、翻越一座“螞蟻山”，通知月球上的分身做吧;如果想足不出戶就看遍世界，月球上的分身還可以成為“偵查兵”，通過“心靈感應(yīng)”把月球上的故事傳遞給地球上的原子人;每個(gè)月球分身都是一個(gè)量子點(diǎn)或量子阱，可以用來存儲量子信息，這些量子信息不會失真，還能在瞬間把遠(yuǎn)處偵查到的信息傳回“家”。

原子世界可能發(fā)生的事情我們至今也只了解了皮毛，雖然一個(gè)人變小成原子不太可能，但這不妨礙我們展開天馬行空的想象，說不定這些神奇的想象終能在未來的某一天成為現(xiàn)實(shí)。