061:真实比例的微观世界

读喜马拉雅作者:gezhong日期:3月前点击:252
我们曾一起感受过真实比例的“太阳系”和“银河系”,相较于宇宙,我们的确微不足道。那你是否知道,我们周遭无处不在的、看似微不足道的“原子”、“分子”、“病毒”、“细菌”、“细胞”,他们分别又有着怎样的尺寸?如果把我们的世界放大100万倍,这些“微不足道”们,看起来又是一种什么样的景象?一起感受《真实比例的微观世界》

061:真实比例的微观世界

原来是这贾楠是这羊是真,是什么女的点的样子啊。原来是这样,欢迎来到原来是这样,大家好,我是徐东,大家好,我是周瑜回来了的紫林紫林消失了,有三期节目了。嗯,很多朋友都关心你到底去哪儿了呢,大家想念我了吗,紫林在家休息呢。其实在很多的平台上都已经和大家说了啊,是啊,也有很多朋友表达了对紫林的想念,所以说紫林这个休息一结束。

急急忙忙的就赶回了路室墓了啊,为你的这个表现点赞那那,那,那不能点赞,我觉得真的是呃,看到大家期盼着我回来,这就是我的非常大的一个动力啊。 哎,好,那我们就赶紧进入今天的节目吧。关于紫林这个休假回来的各种感想啊,朋友们,对于你的思念啊。

我们留到后面的彩蛋当中再说哦,现在已经说有彩蛋的还是彩蛋吗?

大家去找一下彩蛋在哪吧。

我们曾经做过真实比例的太阳系,真实比例的银河系这两套节目啊,也是属于对于听众脑洞开放度比较高的节目。是啊,这因为需要大家边听边想边类比嘛,这个节目真的是你一边听的时候一边脑子里就要缩缩缩缩,开始构建一个新的世界啊,然后跟原来你想象当中的是有一点不一样的。

但不得不说,这两期节目对于构建一个更真实的世界观,还是有很大大的益处呢。起码我们可以知道真实的世界是一个什么样的概念,是和教科书上的那些示意图呢,还是有很大区别的啊。

那今天呢我们会给大家带来的是真实比例系列的最新一集哦,之前说太阳形和戏,今天是都要讲真实比例的宇宙了吧?

宇宙的尺度有点儿过大了啊,这期一期节目可能也不够,直到是以后的一个选题思路吧。那我们今天呢是要换一种思路。

我们不再说那些尺度非常非常宏观的东西了。

我们要来说,那些肉眼虽然无法看见,但他们又确实存在于我们身边,或者说就在我们身体里的事物。你不是要说鬼吧,原来是这样,是一档严谨的科普节目。今天呢,我们要和大家说的是真实比例的微观世界。

还好还好微观世界,所以这次要缩小了是吧?我们要缩到很小很小,比如说细胞啊,细菌啊,病毒啊。我们经常会听到这些名词。

大家会觉得很熟悉,但仔细一想呢,我们又会觉得很陌生,通常看到这些东西会在一些这个广告上。

然后会拟人化的什么细菌,这还会长两个角啊,长两个眼光,那个大对抗那种。对,那如果说,用一种我们比较熟悉的尺度来想象,像细胞细菌,病毒这样微观的东西。

大概是一种什么样的图景呢啊。所以今天呢,要请大家跟着我们一起来感受真实比例的微观世界。 哎,我记得我们说这个真实比例的太阳系的时候,哈。

我们是把太阳缩小成为东方明珠的那个大球。那么今天我们来说,微观世界,你准备设定一个怎么样的比例呢?

今天呢,我们要把我们熟悉的这个世界放大,1000,000倍,1000000倍。徐东也太黑心了吧,感觉说今天是微观世界,放大个几千倍,应该也够了吧,放大几千倍呢。这个尺度通常是我们在光学显微镜当中能够看到的一个图像,的确是能够看到一些东西,但这些东西呢,我们觉得还不够大,因为我们今天。

希望有一个原则就是我们能够用肉眼看到原子为什么会设定这样一个尺度呢?

我们先听下去啊,我们说1km对不对?一米=10分米1mm上学数学课的一个基本尝试了啊。那么,这是我们非常熟悉的几个长度单位。

那么再小一点,还有哪些单位呢?

再小一点,我记得有微米纳米是吧?

对,但是这个具体是多小,我还真不太简直到是很小。

对,那今天告诉大家,这个比例到底有多少啊。

毫米下面是微米1000微米才=1mm,它的这个跟前面已经不一样了,直接缩小了1000倍。也就是说,它的这个关系就像是mm之于米微米之于毫米。对,那么如果说把微米放大*1mm就有一米那么长了,那么再接下来的这个单位呢,就是最近几年非常红的了,就是纳米对都说纳米技术是吧?那一纳米到底是有多小呢。

它的比例和微米至于毫米一样,也是1000倍哦。1000纳米。

才=1微米,也就是说啊,如果说我们要把一纳米这样的长度放大成1mm,就=1km,这个时候呢,我们现实世界的一米啊。

可就相当于1000km了,几乎就是上海到北京的距离了。

那么关于纳米呢,其实有一个非常经典的比喻啊。

如果说我们把一个直径相当于一纳米的小球放置在一个乒乓球的表面上的话,从比例上看,就像把一个真实的乒乓球放在地球的表。

嗯,那很小很小。哎,对,所以说,下一次我们在听到纳米技术的时候,应该会对纳米的尺度有一个更加直观的感受,是,就是脑子里知道它的一个比例。但是你这说它有多大?如果我们今天不按比例放大的话,你还真是根本就看不到它,对吧。

这个就叫高精尖啊,那纳米的下面还有更小的单位吗?

当然了,其实微观的尺度,如果说你愿意想的话,它是可以一直继续的缩小下去的。

纳米呢,下面还有叫做皮米,菲米,阿米等等,彼此之间呢,都是相差1000倍。 嗯,不过说我们今天要讨论的最小尺度呢,还是从纳米开始啊,我们就假定。

把一纳米放大,1000,000倍变成我们现实世界的1mm。在这种尺度下,我们再来感受一下微观世界的样貌。诶,但我觉得我们听众朋友可能会感觉有点遗憾啊,就像皮米,菲米,阿米,我都是第一次听的。那今天为什么不能从皮米菲米这些更小的单位制度来讲呢?

发现啊,比纳米世界尺度更小的这些单位,我们以后会讲的啊。至于今天为什么会选择从纳米开始呢,自然是有它的道理。嗯,什么道理。

原子和分子的概念,我相信已经不用多说了吧。好像上到初中,大家就应该有一个这个概念了。很多小朋友其实看这个小人书都已经会知道原子和分子了。哈,那么原子呢,它是作为化学变化当中最小的威力,物理当中物质构成的最基本粒子。所以。

某种程度上呢,它可以作为这个物质世界的一道分界线。

原子为什么呢?因为比原子的尺度更小的世界,比如说在原子内部的世界,事物的存在方式,运动方式和我们的日常生活经验是有着天壤之别的。哦,就是在原子里和在原子外,其实是两个世界。但我们今天其实讨论的是原子外的那个世界,是吧?

因为关于原子里边儿的世界,这会牵涉到一个非常高大上的领域。量子物理学,我知道互动平台上也有一些朋友是希望我们说我们以后说因为这一块儿的水太深了,需要好好的做文案才能够跟大家讲,又得单独说一次了。哈,这个胃口掉的好,那今天我们就当时来打个基础吧。是你说说在我们描绘的这个剧情世界里面,哈原子,它是有多大呢?我们是把一纳米放大到了1mm,对。

也就是说放大了1000000倍。

其实原子本身啊,它也是有大有小的,而原子的半径呢,大约是0.1纳米左右,嗯,这是一个平均值啊,因为它块头大的可能比这个数字再大一些,小的甚至只有0.0,1纳米等等啊。

那么在我们今天描述的这个放大了1000,000倍的微观世界当中呢,原子的大小就相当于用圆珠笔用最轻的力度在纸上点,那么1mm嘛,差不多就是0.1毫。 不知道大家还记不记得之前那期节目我们如何丈量世界啊。我曾经带到过一句话啊,就是公认的正常肉眼的平均分辨率呢是在?

90微米左右,如果写成mm的话,就是零点9mm。所以说,即使在这个放大1000000倍的世界里。

我们看到的这个原子的平均大小依然是肉眼可以分辨的极限。哦,我懂了,就是因为0.09毫米离那个0.1mm还差0.01嘛。也就是说,我们已经可以看到原子了,在我们放大的这个事件,但是对吧?至于原子里边是什么。

就是如果说我们生活在这个放大了1000000倍的世界里,我们依然看不见我们起码能够看到那一个点,它存在是吧?哎呀,虽然还是很小,但是好激动啊,我们词看到原子了呢?那么和原子相比啊。

四,它有多大呢?和原子相比,不同分子之间的大小更是有着天壤之别了啊。 我们说最小的分子呢是氢分子写作h二,它就是由两个氢原子组成的,即使在这个放大了1000000倍的世界里。

这个清分子,它还不及我们刚刚描述的那个圆珠笔在纸上轻轻的那一点来的打哈哈,因为原子也是有大有小的嘛,像氢原子,它就会比我们刚才所描述的那个平均大小要小很多。嗯,所以说,即使是一个轻分子。

他还不及那一点来得大,但是也有块头很很大的分子,比如说蛋白质分子,我们人体其实很多的组织结构都是由蛋白质组成的嘛。

那么蛋白质分子呢一般是可以达到几个甚至几十个纳米。如果说把它放到我们这个放大了1000000倍的世界里,大概。

有绿豆,甚至是安纯淡那么大。

嗯,这个就肉眼可见,而且非常的容易想象了,是那另外一个呢,大家比较熟悉的分子Dna啊,其实它也是一个分子嘛,分子链啊。

它的直径呢,大约是两纳米,但是要说到他的程度啊,非常非常的惊悚。嗯嗯,我们就拿我们人的dna长度来说吧。

人类细胞的基因组dna大约是有两米长,两米长,我一个人记住,还没有两米长呢。这里的比例并没有放大过啊。

也就是说,是在真实的世界里一个dna分子。

它就有两米那么长。如果说把它放大1000000倍的话,在这个世界里,人类的dna又相当于一根从上海1mm的皮绳紫林脖子上有1mm那么粗。你就像看这样一根链子,从上海连到了昆明。这么长啊,好可怕。我突然意识到,啊,这个dna是装在我们的细胞里的呀,对吗?

对,那在我们所描述的这个放大了100万倍的世界里,这个细胞岂不是庞然大物了,就比它还要大呀。 你可能涉及到剧透哦,但是既然说到dna了,我先和大家分享一个冷知识啊。

就是说,如果把人体内的所有的dna分子头尾相连连接起来,串成一条长垫子的话。

它的总长度相当于地球到太阳来回距离的300倍。再次记住这个比喻是在真实世界里,我们并没有把它放大,1000,00,0倍。

再来描述哇,当年听太阳新的期节目的时候就感慨宇宙好大,现在发现原来在我们的身体里也有这么宏观的事物啊。嗯。

啊,好了,我说回刚才那个分子有多大的问题,这个分子大小的差距实在是有一些恐怖,是吧?其实说起小的东西,刚才我们说的那些都是没有生命的。

那我们能给大家说一说世界上最小的有生命的东西到底是什么吗?

这里其实牵涉到一个关于生命的定义啊。

我们说生命呢,它是泛指一切有稳定的物质和能量代谢现象,能够回应刺激且能进行繁殖的半开放物质系统,这个是一个非常官方的定义啊。那虽然说生命它最小的单位是细胞。

而病毒呢,它是没有细胞结构自身不能复制的,但是当他接触到宿主细胞的时候,它会借助后者的复制系统按照病毒基因的指令复制新的病毒。

所以病毒这样的东西呢,它是需要在细胞上才能够体现出自己是个生命体的,也就是说,一旦它和细胞相遇了,它就会有生命迹象。

那么从这个角度上来说呢,世界上最小的一类生命可以算作是病毒。哎呀,一秒钟从物理课变成了生物课呀。

那这个病毒也就是说,你说是最小的有生命的东西了,对吧?

那它有多大呢?病毒呢?

很小,真的很小,多像啊,大多数的单个病毒粒子呢,它的直径是在。

100纳米左右那么放大,1000000倍呢。

病毒的粒子和一个魔方差不多。

嗯,这是在一个1000,000倍的世界里。当然,你其实可以看一下,就是这个魔方其实已经比原子的大小要大了很多了,是需要非常非常多的原子才能够构成一个病毒了。 那么病毒之间的大小呢?其实个体差异也是比较大的,比如说有一种叫做植物的连体病毒,它适合大号的色子一般大,或者说魔方当中的一格魔方都有好多个小立方体嘛,中间的一格的这个大小差不多最大的病毒呢,它可以大到一个皮鞋盒那么大哦,那大很多也是块头挺大了,可以装好多魔方了。

那么还有一类呢,是丝状病毒,它大约呢,有电缆那么粗,它的长度呢,从一米到十几米之间。

这个是在我们放大了1000000倍的世界当中啊。嗯,感觉在这个纳米世界当中啊,病毒其实不算很小啊。

说到这个病毒,我们很容易想到,还有一个东西就叫做细菌细菌,它是有多大哎,其实很多人的认知当中,好像觉得病毒和细菌都是比较小的东西嘛,大学应该差不多啊。

他们到底有多大的区别呢,我们来看一下啊,细菌的形态呢,其实也是多种多样的,一般呢是有球状的杆状的,或者说是螺旋状的,其实我们都会听到什么幽门螺旋杆菌啊。

然后什么葡萄糖链球菌啊?

等等啊,那么此外呢,其实人们还发现,过星星状的就是五角星的那种星星。哇,这么忙啊,对,还有方形的细菌啊。

美国的研究人员呢曾经观察到一种非常小的细菌,它的平均体积呢只有0.09立方微米,而他们的认为呢,这可能是世界上最小的细菌了。

如果在这个放大了1000000倍的世界里,这种细菌呢,它其实也不算小。 大约有一个排球那么大,挺大了,对和大号的病毒相比的话,它甚至是比那个大号的病毒还要大的对对比较常见的呢,是球状的球菌和杆状的杆菌。

那囚军,它的直径呢,通常是0.5到一微米。

在我们这个放大了1000000倍的世界里呢,它的尺寸就达到了0.5到一米。

也就是说呢,它的平均尺寸大约是一个大号的橡皮健身球呢?当目前为止,说到的最大的东西已经很大了啊。

那么我们要说杆菌啊,杆菌,其实它本身的这个大小差异也非常大,中等大小的呢,长度大约是二到五微米,宽的是0.3到一微米。

在放大之后的世界里,他和普通的电线杆差不多,粗那么大,约有两米到五米那么长啊大号的可能就会有那种有的时候在马路边上会看到的那种大号的这个供水管道,或者是天然气管道那么粗,一个人就没法把它环抱住了啊。 还有就是很有名的一种杆菌呢,大肠杆菌啊,大家其实听到也很多。

它呢,差不多和三个头尾相连的饮用水水桶一般。

嗯,也挺大的了。那您说到大长杆菌,我就觉得这期节目又有点不太适合。吃饭的时候听了的好了,那我们不说细菌了吧。说几个人体的常见细胞吧。在我们的这个大的离谱的世界里,哈红细胞和白细胞他们分别有多大呢?嗯,说到细胞了。

红细胞白细胞绝对是明星细胞,基本上大家掌握的最初的两个细胞就是它们了。

那么红细胞的直径呢?大约是7.5微米,所以在我们这个巨型世界里,它的直径呢就达到了7.5米。这是什么概念呢?可以想象一下,如果说我们在一个放大了1000000倍的世界里,看到一个红细胞。

相当于两辆中巴车并排停着。

那种感觉白细胞,那就更大了啊。虽然说不同种类的白细胞,它的体型差异还是非常大的,但是通常而言呢,白细胞的平均直径是在十到十五微米左右。

大的甚至可以达到好几十微米,所以在放大了1000000倍的世界当中,白细胞它就有四到五层楼那么高了。

你想对于细菌甚至是病毒来说,这绝对是巨型恐龙级别的生物啊。嗯,真实比利系列真的很杀神经元啊。一边听我一边这个脑子里突然蹭蹭蹭,那个世界就来放大呀,一下子都变成了这个楼高的感觉了。哈。

哎,那对了,神经元在这个剧情世界里是有多大呢?

哎,这也是原来是这样的一个明星标志物,老神经元,它的大小呢,其实差异很大,小的那直径是五到六微米。

大的呢,可以达到100微米以上哦,这是一个什么样的概念呢?

我们先得回忆一下神经元的那个比较鬼魅的外形啊,就是说呃,头上有好多触角,然后有个尾巴,尾巴上有好多触角,那么小号的呢。

他可以平铺在学校的教室地板上,而大号的一个足球场未必能够扑得下来,结合这个大小和你刚才说的那个外形哦,觉得有一种晒大大型海折皮的感觉。

接下来呢,我想问一对挺重要的细胞,毕竟呢,我们的生命就是从他们的结合。

开始的哟,说得很文艺啊。

我知道你想问的就是精子和卵子,对,这其实也没什么好害羞的,因为我们每个人都始于这两个细胞的结合嘛。

那么他们到底有多大呢?我们先来说说看精子啊。很多人一说到精子就想到了小三狗,对吧。 的确,大家通常都喜欢把它叫做小磕头,而且它的确是很像。

但是精子,其实它的真实比例和小蝌蚪差距还是比较大的,因为精子它的这个尾巴相比,它的头和身体来说是非常非常非常长的啊。

精子呢,其实分为头部,体部和尾部三部分,它和小蝌蚪还是有一些区别的。小蝌蚪,通常我们觉得就是一个头和身体组合在一块儿的,然后加一个小尾巴,对吧精子的真实形状呢,有点像一朵瘦长的蘑菇。

然后呢拖了一条非常细长的尾。

那么它的头呢大约是3.5到五微米宽呢,是可以达到二到三微米它的这个身体部分呢?尝试五到七微米宽是一微米,而精子的尾巴那就长得去了,能够达到45微米哦,那翻了好几倍了,比身体。

所以说在这个放大了1000000倍的世界当中呢,精子大约是一条头部,可能有一层楼那么高,或者说它能够充满整个楼层的空间。

这样一个大头在拖着一条。

45米长有柱子那么粗的巨型尾巴的总长度达到66米的超级大蟒蛇,有怪兽啊,好可怕哦,还能不能让老师和家长愉快的用小蝌蚪这个比喻啦。

那我们刚刚说到这个精子。哈,我们再来说一说精子的女神卵子,他是有多大呢啊。说到卵子一下子都会觉得因为是精子追逐的对象嘛,对吧。 呃,在我们表述的这个世界里,精子的块头其实已经很大了,但是和卵子相比,精子啊真的不算什么。

因为卵子它的直径。

大约是0.1mm,我已经还是用到了我们非常熟悉的毫米的单位了,第一次出现这是一个什么样的概念呢?也就是说,在我们这个放大了1000000倍的世界里,卵子的大小呢相当于一个直径100米的大球。

想象一下,你面前耸立着一栋30多层的高楼,再想象一下有一个大球,有这栋楼那么高。

好吧,对于金子来说,卵子哪里是什么女神呀?简直是割死斯拉吗?

这就是大自然的神奇之处。

那么,我们今天的这一次微观世界之旅呢,其实到这儿已经和大家讲的差不多了,这么快吗?

还有种意犹未尽的感觉。还记得之前说的正常的肉眼平均分辨率吗?

嗯,写成毫米的话是0.09毫米对而卵子的直径,我们刚才说了,它达到了0.1mm,又就是已经可以看到了。

是它已经进入了我们肉眼可以分辨的范围。

这里补充一个小知识点,作为人体最大的体细胞,软细胞也是唯一的,能够用肉眼。

看到的细胞啊。换句话说,我们已经从放大1000,000倍的世界里的肉眼分辨的极限,讲到了现实世界里的肉眼分辨的极限啦。

虽然说有点绕,但事实就是这样啊。 那么在这个放大了1000000倍的巨型世界里,我们现实世界里用圆珠笔轻轻地点下的那一点有多大呢?

我知道我们的听众,其实全国各地也有一些是上海的听众啊,有兴趣的朋友呢,可以随便打开一个卫星地图软件。

然后呢,找一找上海的万体馆。

现在他有一个新的名字,叫做上海大舞台。

这座圆形体育馆建筑它的屋顶直径呢,是110米,嗯,所以说圆珠笔轻轻点的那一架,如果说放大1000000倍,再看大约就是万体馆那么大吧。

我觉得这期节目特别有意义,为什么?因为以前对我们来说,那些东西特别小,因为它太小了。对我们来说,这病没有差别了,对有人每一个都是那么小,原子细胞病毒差不多到底有多大的差对,但今天一说哇,有的就是刚刚肉眼能看见,有的就是大到好几十层楼高。 嗯,这就是微观世界,其实微观世界的这个尺度。

你想毫米微米和纳米,彼此都差了1000倍,那就是1000000倍呢,这个尺度实在是通过。嗯,原来是这样,就是这样。

我是徐东,我是紫林,咱们下期再见了再见,让我们向我们总关交更小司机校长,世界真实,小小小小的一场苗苗苗看着阳光照我爱吃了场景以上小小的,所以你看你不在的那几期,已经有听众说了。

子林不在,徐东都已经发疯了,都已经成连绝了,连绝是什么连觉你都没有听我之前录的节目哦,哦哦,我看了那个标题,然后你根本没看懂是什么。

然后我看到有人在说是室友,什么东西和什么东西只能连接起来,你赶紧回去再再补课吧。我现在录着呢。

不然我跟不上你的节奏了,还是跟不上了,对,我已经就超脱到另一个无度去了。 听众问,你干嘛呢,我在家休息呢,不是说了吗,还方便继续透露吗?

其实很多朋友已经很聪明了,都猜到了啊,就很聪明,听我们节目的人都是聪明的人呀。对,而且今天我们也提到了一个知识点,就哎呦呦呦,你自己去拿呦呦呦呦硬要爆料是吧?不爆爆料不爆料是吧,要要维护这个紫陵女神的形象,没有现在女神的你看结了婚生了孩子都还能做女神呀是吧?我还没有都要我们的听众朋友是这么肤浅的人吗,是吗?你们是吗?

好了,今天的这个节目,这个彩蛋好像录得好不专业啊,不管怎么样还是啊,谢谢大家啊,这个子林不在的几期能够继续坚持收听旭东的节目那样哎哟,哪怕只有旭东一个人做节目收听率依然那么高哈,不点击量依然好。

这样对这个新媒体互动平台依然很勇于。当然其实我也是能够看到,就是很多很多的朋友从不同的平台都在文子林去哪儿了,嗯,注意见的子林在大家心中的地位。嗯,因为我觉得其实我真的特别重要。

嗯,我真觉得我实我实在的觉得我自己特别的重要,为什么被人记忆,为什么他知道,因为每一次这个节目当中,哈,我觉得我就是一个在听众朋友们当中智商偏低的那那种人群。

就只要那期节目我能听懂。嗯,是吧?这节目大家就听懂了。所以说那如果说节目经常会这样哎,但是你一个人做节目呢,就导致大家可能会听不懂啊是吧?由我这样子智商偏低的人来摆一把关,让我纠结一下,这段到底要点不点进去啊好了,还是欢迎大家到我们的这个互动平台啊,到百度贴吧旭东道科学这个微信公众号啊,旭东道科学,还有我们现在成立了一个qq群,叫原样刀友会,但是我那天想让紫林女神加入紫林,女神说我没有qq。

我有去中qq一个吗?我有qq,可是我不太上qq,关键是吧,除了这个qq群的名字之外,哈,其他的你听我跟我没关系,不管怎么样,搜索旭东刀科学啊,东是上面一个山,下面一个东对啊。但是虽然说名字跟自律没关系,但是里边儿?

好多篇幅都是讨论紫菱的。嗯,就这样吧,下期再见了啊。再见好中国家族,这个小整是小小的,小的分明要分享的总观。

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