當前位置: 華文世界 > 科學

章「生命是什麽」第九節「第三個例子」

2024-01-14科學

我們將要給出的第三個例子與第二個例子比較類似,但有它特殊的意義。設想一個懸掛在纖細的繩子上保持平衡的輕小物體,物理學家經常用它來測量使它偏離平衡位置的微弱的力,比如電力、磁力或者重力等。(當然,這種輕巧物體必須根據具體的目標而適當選擇。)「扭力天平」是一個非常普通和常見的實驗裝置,物理學家們不斷努力去提高它的精確性,卻遇到了一個奇怪而有趣的瓶頸。為了制造更準確的天平,我們選擇越來越輕的物體,越來越細的繩子,讓它可以感應到越來越弱的力。然而,當懸掛的物體輕到可以感應周圍分子熱運動帶來的影響,開始不停地在平衡位置附近「跳舞」,就像第二個例子中的小水滴一樣時,極限產生了。

盡管這種現象對天平測量值的準確性沒有絕對設限,在實際操作中卻不得不多加留意。因為熱運動的不可控力和需要測量的力相互競爭,使得單次實驗的觀察結果不夠精確,所以我們必須要重復實驗,目的是消除布朗運動對實驗儀器的影響。這個例子,在我看來,在目前的研究中是最具有啟發性的,畢竟我們的感覺器官也相當於一種儀器。由此可以看出,如果它們變得太敏感的話,其實就會變得毫無用處。