如果一人被夸克級的細絲截斷脖子,還能活著嗎?有何科學依據?

閃閃的星星藍藍的天


以我們人類舉例子,我們人類是由細胞所組成。而細胞內部是細胞核。而細胞核的內部則是DNA,而DNA的內部則是分子。而分子的內部則是原子。原子的內部則是原子核,原子和人類相比,我們的人體中擁有著將近10萬億顆原子。而將原子縮小千億倍,我們就能看到原子核,而原子核則是由質子和中子組成,當我們將質子拆分,我們就會發現世間最渺小的物質,那就是夸克。現在我們知道跨克有多大。那麼我們再來回答這個問題。

舉個很簡單的例子,你用一個小刀照你的手上拉一個傷口。然後你的傷口開始流血,實際上在這個過程中你體內正在失去無數顆原子,但是同時你的身體也在製造無數顆原子,這形成一個互補式的關係。那麼我們再想想夸克級別,因為夸克要比原子還要小萬億倍,那麼我們知道一點,當我們人體內部的DNA發生改變之後,DNA就會立馬的被修復系統所修復。那麼如果跨個級別的細絲將我們的脖子弄斷,那麼我們或許連0.1秒鐘都不到,我們就自我修復完成。因為它所創造的傷害實在是太小太小了。

雖然我們的技術非常的發達,但是值得一提的是,目前來看我們人類製造納米級別後的材料都很困難,更比用提比原子小萬億倍的夸克級細絲了。如果將宇宙作為人體的話,那你會發現即使整個銀河系沒有了,宇宙依舊會照常運轉,因為這對它造成的影響實在是太小太小了。

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宇宙V空間


我記得以前看過一部電影叫《幽靈船》,上面就出現過這樣的場景,一群人正在船上聚會,最後都被一根極細的鋼絲瞬間攔腰斬斷,過程毫無痛苦,一蹴而就。這展示了一根堅韌的細絲擁有極大的殺傷力。在生活中有些人也被風箏線、魚線割斷過手指,因此給人的印象就是越細的物質越鋒利。那麼如題所說,一個細到了夸克級別的細絲能對人體造成傷害嗎?

首先我們要說下,現實中的這些細絲為何會對人體造成傷害?

現實中我們能看到的物質碰撞,以及被任何物質割傷都取決於兩個方面:

  • 第一就是相互作用力(沒有力,就沒有碰撞)

  • 第二就是物質的尺度(尺度太小,就會具有穿透性,互相穿過對方)

在宇宙中存在著四種基本力,但是我們常見的、也是容易感受到的就是電磁相互作用力和引力。而物質相互之間的碰撞、作用主要是電磁力在起作用。我們知道,在地球上乃至宇宙中所能看到的任何物質,都有由原子構成的,而一個原子又是這些質子、中子和電子組成的。這三種粒子構成了我們宇宙中所有的普通物質。

當然除了這些由重子構成的普通物質外,還由中微子,光子,它們也是普通物質中的一部分。除了這些以外,宇宙中還存在著我們看不見、感受不到的一些物質,稱為暗物質。

我們人類作為宇宙中普通物質的一員是由數萬億個細胞組成的,而細胞又是由各種原子通過鍵合構成的有機大分子組成的,總的來說我們就是一堆由質子、中子和電子通過核力和電磁力結合在一起的。再來說說我們常見的任何物質細絲,它們也是普通物質,不管它們在怎麼細,都是各種原子通過電磁力鍵合在一起的。

當兩個普通物質相互接觸的時候,就會發生電磁碰撞,例如你輕輕的摸我一下,你的手就和我的皮膚髮生了電磁相互作用,於是我們就能感受到對方的存在;你狠狠的打我一拳,你的手被彈了回去,而我感覺到疼痛,這也是因為電磁力的阻擋造成碰撞的結果。如果沒有電磁力(當然也不會有我們),你的一拳就會穿透我的身體,並會感受到任何的力。

而你能結結實實打別人一拳,是因為任何原子最外層都存在電子,當兩個原子碰撞接觸的時候,最外層的電子都會發生排斥作用。一個細絲如果用力,就能將人體割傷,這只是在外力的作用下,細絲將組成肉體分子之間化學鍵通過擠壓造成拉斷的結果。並沒有傷及到原子,因為任何細絲在怎麼細,它的尺度都小不過原子。因此我們所說的割傷只會發生在:存在電磁相互作用和原子尺度以上的事,如果沒有電磁相互作用,也就沒有原子,也不存什麼物質細絲。而一些中性粒子,沒有電磁相互作用,例如:中微子和暗物質粒子,它們無時無刻都在穿透人體,我們也感受不到它們的存在。

如果尺度小於原子的話,就是一些亞原子粒子,由於這些粒子尺度較小,而且原子中90%以上都是空曠的空間,因此這些粒子就會穿透人體。並不會造成物理上的割傷。原子尺度下沒有所謂的細絲,只有亞原子粒子。這些粒子已經具有了一定的穿透性。這就涉及到了輻射的層面。

電離輻射

上文說了中性粒子,對我們人體大多是無感的,因為它們不帶電荷,不會發生電磁作用,並不能對人體造成任何傷害。而電離輻射從字面意思就能看出來這些粒子必須帶點,或者可以參與電磁相互作用。那麼能產生電離輻射的粒子包括:帶電的高能粒子和電磁輻射(高能光子)。

帶電粒子最常見的就是質子和電子,這兩種粒子其中質子比夸克的尺度要大兩個數量級,為10^-16m,畢竟質子是由三個夸克組成的,電子是宇宙中第二輕的粒子僅次於中微子,為10^-15m。所以題目中所說的夸克級細絲其實也沒啥意義,在小也不過是基本粒子而已。並不會構成任何可見的細絲。帶電粒子如果擁有極高的動能,在穿透人體的過程中,會造成輻射傷害,破壞人體分子間的化學鍵,破壞細胞結構。相信大家也看到過之前也看到過,前蘇聯的一位科學家將頭伸進了粒子加速器,被更能質子束“爆頭”的文章,雖然沒有喪命,但也造成半個頭部面部無表情,肌肉萎縮。

高能光子對人體傷害最大的就是伽馬射線,其所擁有的高能量,也會造成化學鍵斷裂。跟輻射粒子的效果是一樣的。

總結一下:

能給人造成割傷、甚至割斷的物質的條件是,必須能參與電磁相互作用,必須在原子的尺度以上。如果沒有電磁相互作用,就不會由原子,也就沒有物質,有的只是亞原子粒子,這些粒子可以輕鬆的穿過人體。如果有電磁相互作用,但尺度在原子層面一下,那這些亞原子粒子對人體造成的傷害取決於它們撞擊人體時自身所攜帶的能量。還有就是,沒有所謂的原子層面下的細絲,假如給你很多電子,你怎樣能把電子連起來構成所謂的線?


量子科學論


相信很多人都看過電影《死神來了》以及小說《三體》,其中對細絲切割人體的那一幕印象深刻,之所以這樣的細絲能夠把人體進行切割,主要原因在於細絲的直徑要遠遠大於人體細胞組成物質基本單元的直徑大小,從而破壞了細胞結構。

我們人體的組成,主要包括水、骨骼、血液、肌肉、脂肪等,而這些器官或者組織都是由不同的元素共同構成的,其中碳、氧、氫、氮是最主要的組成元素,佔據總體重的96%以上。從更微觀的角度來看,這些元素對應的都是不同的原子,而原子均是原子核和核外電子構成,而原子核與核外電子之間,存在著“巨大”的空間,說是“巨大”,是從微觀層面與原子核和核外電子對比得出的概念。而夸克是在此基礎又進一步細分的基本物質組成單元,原子核中的質子和中子都是由夸克所組成,而夸克與夸克之間的距離,相較於夸克本身的直徑大小來說也要大上萬倍。

從目前來看,我們還不能從原子核中分離出夸克,也不能直接觀測到。科學家們觀測微觀粒子的大小時,採用的是間接觀測法,即向觀察對象發射大量可以探測到的電子或者光子,然後應用高效的精密儀器來測量這些電子或者光子的反饋信息,從而得出觀察目標的相應物理屬性,由於原子或者夸克的直徑太小,因此科學家們只是近似地得出其直徑大小的數量級,即原子為10^(-10)m、質子和中子為10^(-15)m、夸克為10^(-18)m。

我們現在能夠製造出的直徑最小的“細絲”為納米管,其直徑大小級別為10^(-7)m,這與夸克直徑大小相比仍然粗了許多許多。假如我們現在能夠製造出夸克級別的細線,那麼和人體細胞組成的原子大小相比,將會與之相差1億倍。如果把人身體原子中的夸克看成直徑1釐米的小球,也就是說夸克級別的細絲直徑與這個大小相當,那麼身體中原子的直徑大小將為10公里,而與原子之間的空間,將會有10萬公里。那麼,用夸克級別的細絲穿過人體,碰到身體原子的幾率幾乎可以忽略,根本不可能對原子本身或者原子與原子之間的作用力產生任何影響。

事實上,人體時時刻刻都有數億的中微子穿過,中微子與夸克都是組成物質的基本單元,可以視作“同級別”的粒子,我們對中微子穿透身體一點感覺都沒有,因此對於夸克級別的細絲穿過身體,同樣也不可能感覺得到。


優美生態環境保衛者


夸克是構成粒子基本單元,和中微子一樣,都是小的無邊。如果以夸克級的尺寸看世界,那麼整個世界都是不連續的,包括我們人類。別看宏觀上我們身體似乎是”鐵板一塊”,緊緊的長在一起。但在夸克視角,我們整個身體都是鏤空的,根本沒有聯繫在一起。就好像我們大尺度看銀河系,似乎銀河系各個恆星緊密相連,但其實我們知道,恆星之間的距離足有幾光年。所以,對於夸克來說,即便是原子,內部也是空蕩蕩的,好似我們的太陽系一樣。



我們身體每分鐘都被至少數千萬億億的中微子穿過,就好像我們身處在一箇中微子的子彈雨之中。但是,我們並沒有被中微子”打死”,其中一個重要原因就是中微子太小,我們身體對它們來說就是透明的。就好像我們對著銀河系打子彈,銀河系對子彈來說基本相當於透明。



所以,如果用夸克級的繩子去切脖子,那麼脖子對這個繩子來說基本就是透明的。即便碰巧偶遇幾個質子或者電子,破壞了些許原子,那麼對於整個細胞或者人體來說,還沒有陽光照射的損傷大。所以,這樣的繩子切脖子,人是不會死的。


科學探秘頻道


喲,這情節不是《三體》裡的“古箏行動”嘛?不過咱得先說明白:小說裡汪淼教授帶隊製造的“納米絲”可不是比原子核還細小的夸克級的,在可預見的未來,人類造不出這麼細的材料。小說中汪教授弄出的“琴絃”是納米級的,現實中也存在具有類似性能的材料,它就是碳納米管。

圖:《三體》之“古箏行動”。

接下來琢磨一下勒脖子的事兒😏。我認為,勒完就掛個屁的了。

將碳納米管連接成索,可以割傷人體嗎?

碳納米管的抗拉強度最高200GPa,是鋼的100倍以上。如果能做得足夠長,別說用來切人了,切樹切鐵應該都可以。

圖:電子顯微鏡下的碳納米管。這是比較粗的。

中國能做出的最細的單層碳納米管,直徑為0.6納米,也就是不到一百萬分之一毫米。不過它的長度只有一微米,是直徑的1000餘倍,想做成一米長的絲就得把100萬根納米管首尾相連……算了還是搓成繩吧。

圖:單層碳納米管模型。

微觀上看,普通剃鬚刀片的刃口是粗糙的半圓形,直徑大約幾微米。如果可以用碳納米管“搓”成直徑100納米(1/10微米)的絲線,這鋒利度肯定是足夠了。

人被極細絲線切割後會發生什麼?

很多電影(如《生化危機》和一些動作片)中都有這樣的情節:人被激光、利刃甚至“劍氣”擊中後,會先傻傻地愣在那裡,然後四分五裂成為一堆“人渣”,其實這是不可能的。

圖:《生化危機》中的激光走廊。這哥們兒好慘。

為了防止外來異物入侵,我們的身體內是帶有一定正壓力的。以血壓為例,我們的血壓足夠將血壓計中沉重的水銀柱推高120多毫米,這保證了一旦體表有傷口出現,只能是血液體液向外流,細菌和病毒不能向體內移動。

所以如果人體被納米管斬了,微觀的細胞也好,更微觀的蛋白質分子也罷,都無法在正壓狀態下靠分子力瞬間彌合損傷。血液裡、細胞內、體腔中的壓力都會阻止創口的修復,此人只能是血噴幾米遠,然後就掛了。

圖:噗的一下……

當然,您要非得用一年時間讓納米管切過Ta的脖子……那Ta死不了。

《中華小當家》裡說,用利刀剖魚取籽,然後迅速一抹貼合傷口,魚就又長好了……扯😂

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純野生科學家


做不出來,首先細絲這種東西是通過電磁力結合在一起的,而夸克結合在一起時強相互作用力,但這種情況下你根本就沒法約束形狀。夸克集合成中子質子的時候主要重量來源於他們結合的能量,單個夸克的質量只有結合成質子中子後夸克平均質量的1%,簡單點說就是你要是想把夸克做成一根線,你首先得學會如何將能量塑性。反正我是不知道怎麼塑性的,你要是來自未來你知道那你就去吧,這我就管不住了。

如果線不行那單個夸克穿越人體會出現什麼事呢,那的看夸克所帶的能量了。首先人能連在一起在微觀上看主要是電磁力的作用,有點像兩個電磁鐵吸在一起,你想破壞這種穩態的話要麼就是注入能量破壞連接,這也就是我之前說為啥要看夸克的能量了,這種原理有點類似於用火燒,在專業術語上的解釋是輻射,反正只要你能量足夠大誇克穿越是在人體內釋放了大量能量就有可能破壞人體的穩態,導致人死去。要麼就是用電磁力把結合在一起的東西給彈開,就好比兩塊磁鐵吸在一起,但你拿著另一塊磁鐵用同性相斥的原理把他們彈開,在現實中的表現就是一刀砍死你,或者一槍打死你,然後人就死了。

但如果你說這個夸克帶的能量不大的話,那就沒啥了,傳過去就傳過去被,啥事沒有。


開著皮卡打坦克


這個問題的關鍵詞是“割斷”。不論用什麼東西割斷脖子,其後果是一樣的,就是頭和身體分離,這樣大腦不能供氧就會死亡,這毋庸置疑。

問題中提到夸克級的東西“割斷”,你考慮的可能是物質太小,能在原子空間通過,不影響血液供應,但那就不叫割斷,那叫掃描,就像超聲波通過身體,或者伽馬射線通過身體,那樣就不能割斷,只能掃描。


倔強的小蟲


能活,而且毫無影響。

這裡先說另外一種粒子,中微子,我們身體無時無刻都在被無數箇中微子穿過,大家沒有任何感覺。別說人體知覺,現在最尖端的儀器能捕捉到中微子也萬分困難,為什麼?主要就是小,小到很難碰撞任何東西。夸克也一樣,體積很小,雖然比中微子大一些,但是就人的身體宏觀來說,依然很小。

可能有人會問,我們身體那可是實打實的物質緊密構成的,怎麼可能不碰撞。

這裡就要大致說說物質構成和基本粒子大小,我們身體是由分子構成的,分子是原子構成的,原子是原子核和電子組成。體積上來說,如果一個原子有個足球場大,原子核只有一顆綠豆大小,也就是說原子其實空間才是主要的。而原子核又是中子和質子構成,然後再細分才是夸克,可見夸克有多小。

所以假設夸克鏈穿過人類脖子,單從體積上大概率是什麼都碰不到。原子級別沒傷害,那就更別提我們肉眼可見的傷口了。但如果碰到原子核,這就不知道了,夸克會不會和原子核反應造成核爆炸之類的,我也不懂,我也不敢說。


假裝讀書人


你這個問題的設定其實就有個概念錯誤:

在夸克級,或者說原子核/電子級的世界裡,是沒有“人”這個概念的,簡單比喻一下,用一條夸克級的細絲(其實這條細絲都是不可能存在的)斬向一個“人”這條細絲從“人”的原子結構中穿過的時候,就像一條鞭子從兩座大樓中間揮過。對當前的物理結構是完全沒有影響的。

說個更簡單的現實例子,你照一次X光片,或者做一個CT胸片,從你身體裡橫斬而過的,是億萬條遠大於夸克線(這東西不可能存在,咱們就先邏輯暫定吧)的粒子刀,你會因此喪命麼?


默城風


注意提問:是被夸克級的“細絲”,有學識淵博者說什麼中微子每時每刻穿過人體啦,做ct時被射線切割了等等……。以目前的工藝科技水平,製造不出來夸克級的細絲,那將來會不會製造出來?如果造出來了,而且強度足以支持細絲能切過脖子,那是什麼結果?我以為如果切過後人自己亂動,或者有人提被切著的頭,那這個人的頭會被取下來;而假如被切著不動,那用不了多少時間,那條被切的縫的人體細胞會自我療傷,這人的頭又長結實了!


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