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為什麽光這麽牛?看看光有多努力就知道了

生活中的光來得再簡單不過了,你猛地鼓一下掌,整棟樓的聲控燈都能亮。但在現代物理學的範疇中,光的誕生可並沒有這麽簡單。光的一生甚至譜寫了茫茫宇宙的誕生和人類文明歷程的正史。

光似乎就來自彈指一揮間 | giphy.com

原來光也要在夾縫中“生存”

作為有優秀科學素養的果殼er都知道,137億年前宇宙大爆炸帶來了The Big Bang Theory(以及謝耳朵),但光線卻並沒有隨之出現。如同想象中盤古開天那樣,創造宇宙的這個“爆炸事件”攪動著大量炙熱、濃厚的氣體,以至於光被帶電粒子的“結界”完全困住。直到大爆炸後約38萬年,也許是覺得自己把光困得太久了,宇宙開始降低溫度,中性原子也能夠穩定存在了。這時整個宇宙才開始被“洗白”,變得清澈透明,而光線終於找到機會重見天日。隨後宇宙還孕育出了各種天體,有的還能發出可見光,形成今天這個晶瑩剔透的宇宙。[1]

圖 | giphy.com

在天上飛了那麽久,100多萬年前,光終於決定下凡送愛送溫暖。舊石器時代的遠古人在南非升起了第一道篝火[2],但沒人知道火來自哪裡,或許是偶然摩擦獸骨的縫隙中,或許是樹木孔洞中殘留的林火……不過可以確定的是,並不是所有遠古人都懂得生火,這是一群攜帶了突變環芳烴耐受性(AHR)基因的遠古人的特權。正是由於這個突變,讓他們對火焰中產生的多環芳烴致癌物產生了耐受力並控制了火,成功和光為伍,簡直不能更“燃”。[3]

現代人與尼安德特人的AHR基因對比 |Troy, Iain and etc.

科學大佬是如何用光“開掛”的

牛頓被認為是最偉大的科學家之一,雖然他晚年開始“科學”研究聖經,但是這依然不能否定他作為科學家的神聖地位。也許因為他是“距離上帝最近的科學家”,牛頓往往能看到更多的迷霧森林。

比如在1672年,牛頓曾做了一件非常“非主流”的事——他將銅針放在自己的眼睛和眼骨之間,用針尖按壓眼球,直到出現了一些白色、 黑色和彩色的光環……而使用針尖摩擦的時候這些光環最為明顯。如此拿著銅針、筆電和三棱鏡忙活了幾個月,他得出了結論:看起來是單一的日光實際上是由多種顏色的光組合而成的,即使是顯而易見的事物也會被眼睛欺騙,表象下隱藏著無數的秘密。

1704年,牛頓以《光學》(Opticks)命名的新書也正式問世,用通俗的語言描述了大量的解釋、標注和實驗介紹,還附加了“動腦筋”(Queries)板塊,讓讀者對科學的認知更生動(仿佛看到了本AI的鼻祖)。光,讓牛頓在參透上帝謎語的路上更自由。[4]

圖 | 圖蟲

阿爾伯特·愛因斯坦是另一位大佬,對這位20世紀最偉大的物理學家的各種研究成果我們已經爛熟於心,但表象下還有更多秘密。你可能不知道,愛因斯坦擁有通過幻想現實生活場景並整合概念複雜科學觀點的非凡能力,他將這種能力稱為“思維實驗”。我的16歲還在沉迷打怪更新無法自拔,而16歲的愛因斯坦就已經對光“下手”,進行了思維實驗——你跟著宇宙中的光線跑會發生什麽?

圖 | Wikipedia

愛因斯坦曾想,按照牛頓的理論,如果速度能趕上飛快的光速,在宇宙中你就會看到這道光是凍結的。然而事實上,光在宇宙中並不能凍結,要不也就不能形成光了。[5]

如果愛因斯坦以光速c和光賽跑,那他將會站在光上“衝浪”| pitt.edu

這時觀察到的光,將是凍結的 | pitt.edu

後來愛因斯坦意識到,光速並不會為了他而改變,只有從其他地方入手,比如改變運動物體的時間、品質……這也奠定了後來狹義相對論的基礎。[5]光為了“自由飛翔”,也是很拚了。

愛因斯坦的相對論,也帶來了基於光速計算的質能方程,為穿越時空提供了更多遐想的太空,與此同時也帶來了廣島長崎的兩顆原子彈,為二戰畫上一個句號。這場為期六年的世界大戰,從客觀上推動了一波科技的飛躍,包括大家所熟知的“吉普車”Jeep就誕生於彼時。1940年6月,為對抗德軍,美國陸軍向135家汽車製造商征求了一輛1/4噸的“輕型偵察車”的投標。6個月後,威利斯(Willys)向美國陸軍交付了原型“Quad”(以特有的4x4系統命名)。隨著短時間內的快速更新換代,Quad更新成了Jeep,並向戰區廣泛投入,帶來了勝利的曙光。

Jeep的原型Willys Quad和 更新後的WILLYS MB |Jeep

光的未來,由你譜寫

現代科技不僅讓人的思維邊界更廣闊,連光的形態也更自由了。比如光系法師(光物理學家)能夠將光轉變為“液態”,他們將這一魔法稱為波色-愛因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate),施法之後可以將某一束光轉換為“量子液體(quantum liquid)”。[6] 這種新型的光系法術使得光系法師們對光的控制達到更強的水準,並將點燃量子計算的技能樹。

洛桑聯邦理工學院發現室溫下讓光減速的辦法 |EPFL

137億年過去了,宇宙追尋著光的腳步從未停息,每一次光在人類時間表上的出現都有推陳出新的巨大進步,是可以改變歷史的重要節點。和“追求自由”的光一樣,Jeep 也在不斷追求革新進步,77年前第一代Willys Quad誕生,到現在全新Jeep自由光問世,以“更快、更強、更燃”的全新形象與“光”比肩。

人生路線如賽跑,縱是比不過光的速度,也要追著光跑。全新Jeep自由光系列搭載傲視同儕的GME-T4 2.0T超強心髒,起步快1個身位,超車遊刃有余信心十足。普通大眾的“高”功率,在Jeep看來不過是輕呼一口氣,百公里加速8秒,更快(悄悄說:實測最快7.49秒)。

光,不但擁有至快的宇宙速度,我們日常感受更多的是光那份溫暖。堅持77年的招牌四驅血統,全新Jeep自由光搭配了Active Drive 智能四驅,完美適配17種日常城市駕駛情形,0.2秒內瞬間自動切換,加上後軸智能分離技術,既能實現安全通過性又能保證燃油經濟性,更強。12月上旬上市,正式啟動交付,全系20萬內起售,2.0T和四驅黃金組合只需25萬以內,如陽光一般溫暖人心。

我們總希望生活一路坦途一路光明,但是路途風雨也是少不了的風景。為了更好應對駕駛情形變化,全新自由光還配備了Selec-Terrain 路況模式自選系統,包括自動、運動、雪地、泥沙四大駕駛模式。旋轉按鈕,油門/轉向/變速箱等12大項車身控制邏輯會再毫秒內進行調整。縱是路線泥濘前路風雨,我們也可像“光”一般,勇往直前。50萬實力,30萬區間地表更強的Trailhawk四驅高性能旗艦版,更像是寒冬的陽光,普照大地。

外觀方面更燃,蓄勢待發的瀑布式格柵和下沉式邊框,以及0.33Cd超低風阻系數的流線車身曲線,如光一般行雲流水。通過換芯更強2.0T發動機,煥新霸氣動感外觀及實用配置的重新調整,綜合價值躍升5萬以上。

既有歷久彌新又有經典傳承。這是光經歷了137億年的真實寫照,也是Jeep的堅守所在。賦予它們源源不斷生命活力的不是天生使然,而是人類對“更燃、更快、更強”的不懈追求,在這過程中,科學的進步,則是實現夢想的加速器和最終奧義。

參考文獻:

[1] Kaaret, P., Brorby, M., Casella, L., & Prestwich, A. H. (2017). Resolving the X-ray emission from the Lyman-continuum emitting galaxy Tol 1247-232. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 471(4), 4234-4238.

[2] Brain, C. K., & Sillent, A. (1988). Evidence from the Swartkrans cave for the earliest use of fire. Nature, 336(6198), 464.

[3] Hubbard, T. D., Murray, I. A., Bisson, W. H., Sullivan, A. P., Sebastian, A., Perry, G. H., ... & Perdew, G. H. (2016). Divergent Ah receptor ligand selectivity during hominin evolution. Molecular biology and evolution, 33(10), 2648-2658.

[4] Buchwald, J. Z., & Feingold, M. (2012). Newton and the Origin of Civilization. Princeton University Press.

[5] Norton, J. D. (2005). Chasing a beam of light: Einstein’s most famous thought experiment. Retrieved May, 12, 2007.

[6] Kruchkov, A. J. (2016). One-dimensional Bose-Einstein condensation of photons in a microtube. Physical Review A, 93(4), 043817.

作者:Kiwid

編輯:劉星曜

果殼

ID:Guokr42

果殼整天都在科普些啥啊!

嚇得我二維碼都屈光不正了!

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