改变思维
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第26章
从柔软坚硬的非牛顿流体说起

当人们用脚踩水面,不会感觉到水忽然变得像固体,它始终如一,仍然是那个轻盈温柔的水。人们把这类满足牛顿黏性实验定律,即剪应力与剪切应变率间呈线性关系的流体,称为牛顿流体。而那些不存在如此线性关系的流体,被称为非牛顿流体。此种流体在受到外力影响时,会改变原有的粘度或流动行为。比如按照一定比例的水与淀粉混合,就形成非牛顿流体。当搅拌时,它确是液体,可用拳头击打时,却又像是固体!

口香糖就是非牛顿流体。先将口香糖捏成尖锥状,再将椰子快速用力砸上去,椰子就能被砸开了。看似很惊奇,实际很正常。因为口香糖在受到突然压力时,猛然会呈现得像固体一样坚硬,其尖锥头体就能砸开椰子。

同样,在沼泽中,人或者动物常会越挣扎陷得越深,原因是沼泽也是非牛顿流体,越搅拌越稀,就容易陷进去。

显然,非牛顿流体,是坚硬和软弱的结合体,是软是硬,看外界施加的力和方式。说其软,它就是软;说其硬,它就是硬;非牛顿流体,可以说是软硬兼备,视场合而定。

尽管我们从小就对牛顿、牛顿运动力学、牛顿各定律充满了尊敬,经过了解牛顿流体和非牛顿流体,人们获得的最大意外启发是,这世界许多事物并不遵守牛顿定律。尽管从小学中学开始我们就学了很多牛顿的东西,有了相应的牛顿经典思维,实际上对世界所知有限、甚至仍然很无知。今后人们还会碰到无数的意外和不理解的人事物。知道了这些,心理有所准备,对量子论的出现,就不会有特别的错愕和惊奇。

当踢一个足球,依据牛顿定律,人们可计算出球的抛物线轨道和落点。但如果扔出一个量子,结果却是无数个显示该量子粒子轨迹、无数个落点等存在位置的概率可能性。量子物理学常常是违反直觉的,符合直觉的很可能就不是量子物理学!甚至量子问世之初,当时的人们普遍认为“其对自然界的描述很荒谬”,不可信。其最奇怪的就是,在测量之前,这个量子粒子的运转速度,接近或者等于光速,非常之快,相比于量子粒子所在的小于纳米的狭窄空间,快到了几乎无处不在,其存在的方位没法固定下来;量子粒子的运转方式,看起来似乎是在同一时间处于不同的位置;一旦对其测量,它就以概率可能性显现在某个位置。量子粒子非常小,故能阻隔量子的东西很少,再加上还具有波性,所以能穿过难以渗透的阻隔,做到“量子隧穿”,像波一样扩散而去。

尽管量子物理很奇特、难以让人接受,但其很有用,恰恰是人们认识真实世界的第一性原理,是当今众多技术的基础。