假如人類可以把顯微鏡提升到40億倍,可以看到什麼,是不是全新的宇宙觀?

繆神仙一一


答案是肯定的,因為人類是通過眼睛來觀察世界的。一花一世界,一葉一菩提,是佛教對於宇宙的解釋。宇宙中無限的放大和無限的縮小給予人類的感覺是十分近似的,無限放大人類看到了自己的渺小,自己是一粒微塵,存在於無限的空間中;無限放大,人類看到宇宙的一切都是微塵組成,同時存在無限的空間。也就是說微塵是由更小的微稱和空間組成。

通過這些觀察,人類的宇宙觀必然發生變化。人類是宇宙的一部分,人也是一個宇宙,萬物平等的宇宙觀。宇宙由空間組成,無中生有,有生於無。我們就更加理解佛家和道家的思想了。



自如自在


不要用科學的方法去解釋,因為這種東西是永遠不存的!幻想一下吧!

有一天,看頭條上有一個有趣的問題說:用一個40億倍的顯微鏡看會有什麼?擋不住誘惑,我找釆一個40億倍顯微鏡開始觀察。我逐步調整倍數,哇!一個神奇的世界展開來!

先是看到了原子世界,我對準原子核放大下去,放大下去!忽然中心出現了一團熾熱的火球,發出強烈的光!奇怪的是圍著火球有幾個小黑點在旋轉,有遠有近。數了數有九個,暫切管它也叫星球吧!再放大,每一個都有不同的顏色!我對準其中一個藍色的星球無限放大下去!驚訝的看到這星球被水包裡著,還有大陸!景象越來越大,越來越大!原來這星球和我們地球完全一樣!在一個叫亞洲的大陸上有一箇中國,中國有一個山東省!山東省有一個聊城市!使我更驚訝的是:在一個小區裡的十二樓東戶的書房裡有一個叫“老楊”的人正在看手機!手機的頭條上清楚的寫著:“如果有一個放大40億倍的顯微鏡,你會看到什麼?”

媽了個逼,放大了40億倍,競然看到了我自已!

我不僅擔心起來?照這樣推論,如果太陽系,是一個無比碩大的,也叫地球上的,一個叫中國的國家的核彈頭上的一個核原子!正在發往一個叫美國的國家途中?下一步會發生什麼呢??我的上帝!!


老楊


光學顯微鏡的分辨率有一個極限,即R≈λ/2。其中,R是剛好能夠分辨兩個像素點的最小距離。因為可見光最小波長是380nm,所以光學顯微鏡做多能夠分辨190納米的物體。而人眼能夠分辨0.2mm的物體,所以光學顯微鏡的放大極限是0.2*10^6/190=1053。也就是說,光學顯微鏡的最大有效放大倍數最大也就是1000多倍,再大的話也看不見小於190nm一下的物體。


所以對於題主說的把顯微鏡的放大倍數提升40億倍,根本是不可能的。而且,就算你加再多的物鏡,在大倍數的物鏡,光學顯微鏡就只能看清190nm以上的物體,根本不會看到190nm以下世界的樣子。所以,使用光學顯微鏡看原子級別的微觀世界根本不可能。但是,電子透射電鏡可以,因為電子的波長要小很多,可以放大更大的倍數。現在最先進的透射電鏡可以分辨0.1nm的物體,有效放大倍數達到了百萬級別。不過,仍然沒有過億。



假如真的有放大40億倍的電鏡,那麼完全可以分辨0.00025nm的物體。電子的尺寸在0.0000001nm尺寸,所以這個顯微鏡也就是能夠看清原子而已,對於原子內部根本就看不到,更別說看到量子級別了。想要真的看到微觀世界,特別是電影中的那種量子世界,那麼放大個億億倍還差不多!

而且,微觀世界是什麼樣子誰也不知道,電影中的那種量子世界也僅僅是想象而已,比如展現的量子世界,都是幻想而已。所以,希望未來我們真的做出來可以放大這麼大倍數的顯微鏡,到時候讓我們看看微觀世界到底是什麼樣子。


科學探秘頻道


40億倍太誇張了,目前光學顯微鏡的放大倍數基本都不超過2000倍,分辨率能達到20nm,相當於能呈現0.4mm有限分辨率的成像。很重要的一點,我們需要的絕不僅僅是放大的倍數,更需要的是放大後能看得清,看得清意味著分辨率必須也跟得上,而顯微鏡的分辨率僅僅與物鏡有關,並不是放大倍數越高就越好,事實上如果只是單純地放大物體沒有任何實際意義。

當然,如果你非得說“假如放大40億倍”,而且還能看得清放大40億倍後的世界,我們會看到什麼呢?

基本上會看到原子核的世界,中子和質子,但無論如何看不到電子。人眼的極限分辨率達到0.01mm(一般很難達到),按照這個標準放大40億倍後,基本上就是質子的級別。我們會看到一個完全不同的世界,在微觀世界裡遨遊,但談不上全新的宇宙觀。

如果放大40億倍後繼續放大下去,到了一定程度,比如普朗克尺度,你確實會領略到一個全新的宇宙觀,那裡就像一片“沸騰的海洋”,十分熱鬧,無數的虛粒子不斷上演著衍生並瞬間消失,這就是量子起伏。

到了普朗克尺度,就是我們能放大的極限了。無論如何我們不能看到比普朗克尺度更小的世界,因為任何小於普朗克尺度的單位都沒有意義。

不過網絡上有些人總會持有這種觀點:微觀世界放大很多倍後就會是另一個宇宙,而我們就是更大生物體的細胞(或者細菌)!這種完全建立在猜測和想象基礎上的觀點沒有任何實際意義,我們不能理所當然地下結論,更不能理所當然地做沒有實際意義的假設!


宇宙探索


“一花一世界,一葉一菩提”,這是人們常用來形容微小事物也有無盡的內涵,至大無外,至小無內,受限於我們的認知水平和觀察能力,我們所瞭解宇宙以及世界,無論在宏觀還是微觀層面,尺度實在是太過於狹小了。

題主的問題,涉及到我們的觀察能力和微觀粒子的比較。從目前情況看,我們對微觀粒子的觀察,目前世界上最厲害的光學顯微鏡,能夠實現2000倍的放大倍數,有效分辨率可以看清兩個距離0.2微米的點。


最厲害的電子顯微鏡,其最大放大倍率為300萬倍,有效分辨率可以看清兩個距離0.3nm的兩個點。可以看出,哪怕最厲害的電子顯微鏡,與問題中的放大40億倍,還有相當大的差距。

假如我們真的具有放大倍率為40億倍的頂級顯微鏡,那麼其分辨率,可以使我們觀察清楚0.0004nm的微觀世界。我們對此看一下微觀粒子的尺寸,原子的尺寸為0.1nm級別,質子為0.0000001nm級別,電子為0.00000001nm級別,夸克為0.0000000001nm級別。所以,即使我們擁有40億倍的顯微鏡,也僅能是可以達到看清物質原子的程度,連質子、電子都觀察不到,因此不會有太多更新的發現。



優美生態環境保衛者


題主想開腦洞不受限制,就別貼個科學的標籤,我們貼個科幻或者腦洞都可以嘛。顯微鏡提升到40億倍?用開腦洞來說太少,用科學來解釋又太大了。

光學透鏡的原理

光學透鏡的極限大約是2000倍,號稱大於這個倍數的,我秉承一個原則“你有錢你隨意”。


有同學開腦洞,提出光學顯微鏡的放大率就是物鏡的放大倍數乘以目鏡的放大倍數,好比物鏡50x,目鏡10x,放大倍數就是500倍。如果我們可以來一個無限的套嵌使用,豈不是可以突破到無限倍數,豈止40億倍?但光學顯微鏡放得大,不代表你能看得清;放得大講的是放大倍數,實際我們最需要的是——看得清,這就需要分辨率。而光學顯微鏡的分辨率僅僅由物鏡決定。

最前端的物鏡決定了到底有多少信息進入了光學系統,我們稱為——“空間頻率”。簡單的理解,透鏡是一個低通濾波器,如果我們用肉眼進行最終的觀察,成像的位置就需要人眼看得足夠清楚。像到肉眼的最佳距離被稱為Normal Near point,中文名稱叫最近對焦點。對於大多數人來說,這個距離大約是25cm。

光學顯微系統的放大倍數是2000倍,對應到200nm的分辨率,這個光學系統的成像能力就相當於呈現0.4mm有限分辨率的像。物體微觀到一定程度後,它本身就已經失去了常規的光學屬性了。物體細小到一定程度,如果光學屬性差,就不會被光展現出來,它就失去了具體的形狀、色彩——成出來的像就是一個衍射光斑,叫做艾裡斑。這就是一個點能夠準確成像的尺度極限——阿貝極限。光學顯微鏡2000倍時,就進入阿貝極限。這個可以說是人眼觀察的極限了,再往下努力,你需要的不是顯微鏡,而是配一副眼鏡了。

電子顯微鏡

電子顯微鏡,簡稱電鏡,Electron Microscope(簡稱EM)。相比一般光學顯微鏡,電鏡的歷史才50年左右,但它已經成為現代科學技術中不可缺少的重要工具了。

電鏡主要由鏡筒、真空裝置和電源櫃三部分組成。

電子顯微鏡的分辨率可以達到0.2nm,我們可以認為電子顯微鏡在光學顯微鏡的基礎上,再增強了1000倍。也就是200萬倍的級別。這個級別下,已經接近於原子級別了,細菌啊,晶體結構之類的已經可以很清晰的看得到了。

不過離題主的腦洞距離還差得很遠。

顯微是個燒錢的舉動

一般號稱能達到2000倍的光學顯微鏡,至少價格都在5位數以上,低於這個價格的,基本可以不用考慮實際效果。而且,動用這個東西,需要的更多是專業技巧,一般普通愛好者,你對半天,可能都是一團光影的糊糊。

而電子顯微鏡,這個動輒都必須過百萬的設備,就不是一般家庭可以配置拿來玩抖音的了,大學或者研究院才會配置,維護和操作都需要專業的培訓後,才可以上崗,大家就別想太多了。

至於腦洞的4億倍?天文望遠鏡可能有可能,不過光學透鏡的尺寸估計得超過日地距離,想想都有點小興奮呢。

結語

對於顯微鏡,腦洞科學不能隨意開,有錢也不是可以隨意燒。


貓先生內涵科普


40億倍太誇張了,目前光學顯微鏡的放大倍數基本都不超過2000倍,分辨率能達到20nm,相當於能呈現0.4mm有限分辨率的成像。很重要的一點,我們需要的絕單一放大的倍數,更需要的是放大後能看得清,看得清意味著分辨率必須也得得上,而顯微鏡的分辨率僅與物鏡有關,但不會放大倍數只能就越好,實際上如果只是單純地放大物體沒有任何實際意義。

大倍數的物鏡,光學顯微鏡就只能看清190nm以上的物體,根本不會看到190nm以下世界的樣子。所以,使用光學顯微鏡看原子級的微觀世界根本不可能。但是,電子透射電鏡可以,因為現在最先進的透射電鏡可以分辨0.1nm的物體,有效放大倍數達到了百萬級。不過,仍然沒有過億。

一般號稱能達到2000倍的光學顯微鏡,至少價格都在5倍以上,低於這個價格的,基本可以不用考慮實際效果。而且,動用這個東西,需要的更多是專業技巧,一般普通愛好者,對半天,可能都是一團光影的糊糊。


開悟科技


40億倍?不夠大,可能你連電子的內部構造都看不清楚。大膽設想顯微鏡可以無限放大倍數,400億倍,4000億倍,40000億倍……理論上無法否定無限放大的倍數,這麼看下去,你會看到什麼?或則說會發現什麼樣的存在狀態?或則什麼都沒有了?世界是由無構成的?不可思議!那麼世界是由什麼樣一種可以無限小的單元構成的呢?想想好像更加不可思議!真正發現的一定會是能讓人類的思維無法理解的東西,世界的真正內核一定是不可思議的。對於人類已知的科學理論來說,不可思議的內涵是什麼?不是神奇神聖神秘,這些東西在科學麵前都無法隱藏真身。那麼假如真正的神呢?科學麵對神,只能張口結舌,不可思議!


人民名義33


你等等,我得先算算40億後面有多少個零_(:D)∠)_

4000000000=4x10^9,人眼極限分辨率大約是0.01mm,化成m等於0.00001m那麼除以40億等於2.5x10^-15m……兄弟,這已經是質子直徑的級別了,你是故意的吧눈_눈……

然而這尺度已經遠低於可見光波長了,根據阿貝極限,可見光成像極限大約是200nm左右,否則光學衍射將導致什麼都看不清,也就是說可見光已經無法對它成像了,而2.5x10^-15m=2.5x10^-6nm,即等於0.0000025nm,很顯然要用可見光看是不可能的了。

那麼需要用什麼波長的光才能看清呢?同樣根據阿貝極限計算大約需要5x10^-15m。因此你至少需要波長約為5x10^-15m的光,大約10^-12m以下就屬於伽瑪射線了,因此你需要用高能的伽瑪射線來觀測ಥ_ಥ……

這好像已經不太靠譜了。我們看看目前人類最強的顯微技術——掃描隧道顯微鏡。根據資料,它最大的放大倍數約為3億倍,已經能實現原子級別的觀測了,極限分辨率約為0.001nm,倍數上還差一個數量級。

上圖就是掃描隧道顯微鏡拍攝的單層石墨烯。

為什麼極限分辨率不一樣呢?因為我算的極限分辨率是以人眼分辨率計算的,屬於光學成像的分辨率,而無論是伽馬射線成像還是掃描隧道顯微鏡成像都不是光學成像,所以人眼的極限分辨率無用武之地,因此能看到的極限分辨率就低得多了。按照掃描隧道顯微鏡極限分辨率再提高10倍,也就是40億倍顯微鏡的極限分辨率大約是10^-13m量級,氫原子的直徑大約是10^-12m,自己評估一下。

由於已經能看到原子以下的領域,可以看到不確定性原理主宰的微觀世界,也許能可見電子雲……至於是否會顛覆我們宇宙觀……其實現在的量子力學已經夠顛覆的了,你通過顯微鏡看到的量子世界並不會違反量子力學,因此如果你對量子力學已經有足夠的瞭解,顯微鏡放大40億倍的微觀世界不會給你更多的顛覆……


星宇飄零2099


假如人體內的細胞放大到萬億倍的話,就會發現有微觀的智慧生物同樣像人類一樣在研究浩瀚的宇宙。病毒就像黑洞,微觀的智慧生物根本都無力阻擋被吞沒。就像人類無法阻擋星球碰撞一樣。每時每刻有細胞在滅亡,每時每刻又有新的細胞在生成。對於微觀世界的智慧生物而言,永遠也不會知道人長的是什麼樣子。





分享到:


相關文章: