物理学的长度、质量、时间和速度！告诉你身体内有多少个原子核？

长度

长度是最简单的量纲量。就是你用尺子去度量，物理学家一般会用公制单位，一米大约是 39.37英寸。一千米是1000米，即大约0.6214英里。

时间的秘密

时间被物理学家认为是额外的维度。我们总共能感知到四个维度：三个空间维度和一个时间维度。时间和空间是不同的。你可以在空间的任意方向上运动，但你不能在时间上往回走。实际上，你压根就不能在时间上“运动”。不管你如何行为，时钟就是这么滴答着。至少，这是我们的日常经验。但实际上也没这么简单。如果你的朋友站着，而你沿着一个圆形跑道非常快速地跑，你所经历的时间就没有你朋友经历的那么快。如果你和你的朋友都带着计时秒表，你的表会比你朋友的表走得慢。这种效应，称为时间膨胀，但这是很难觉察到的，除非你跑的速度非常快，快到可以和光速比拟。

质量的含义

质量是对物质多少的度量。我们习惯于把质量等同于重量，但这是不对的。重量源自引力的拉拽。到了外太空，你就说不上重量了，但你的质量可没变。大部分日常物体的质量来自质子和中子，一小部分来自电子。说日常物体的质量其实就是在说它里面包含多少个原子核。一个原子核就是一个质子或一个中子。我的质量是75千克。粗略估计，就是大约50000000000000000……个原子核。正确写下这么大个数太难了。位数这么多使我们很难算清楚。所以人们会依靠所谓科学计数法：现在你不要像我刚才那样记下所有的位数，你说我的身体里大约有5×10^2个核子。这里的28表示在数字5的后面有28个零。我们再继续练习练习。一百万可以写为1×10,或更简单10。美国国债，现在大约是$100000000000……,可以方便地表达为10^1^3美元。现在，如果我身体里的每个原子核都值一毛钱的话……！

速度

让我们回到物理学中的量纲量。速度是长度和时间的换算因子。假设你可以每秒跑10m。对人来说，这是相当快的。只要10s你就能跑100m。凭这个成绩你得不了奥运金牌，但会很接近。假设无论跑多远你都能保持10m/s这个速度，跑1000m需要多少时间？我们来算一下，1000m是100m的10倍。你10s就能完成一个百米跑，所以你能用100秒跑完1000m你可以用161s跑完1英里，就是2分41秒。但实际上这是不可能的，因为没人能一直保持10m/s的速度。

假设你能，比如说。你能感觉到刚才所说的时间膨胀效应吗？绝无可能。你用2分41秒跑完1英里，时间确实会慢点，但只慢了1/10^1(即1000000000000000分之一，或千百万百万分之一)。要想得到一个大点的效应，你就必须以快得多的速度运动。现代加速器中飞速运转的粒子可以有巨大的时间膨胀。它们的时间比静止的质子要慢大约1000倍。更精确的数字则依赖于我们讨论的粒子加速器。

宇宙速度

光速对我们的日常生活而言是个令人尴尬的换算因子，因为它实在太大了。光沿任何方向围绕赤道跑一圈只需大约0.1秒。这是为什么一个美国人和一个印度人可以通过电话聊天而不会感到有明显时间延迟的原因。当你思考真正巨大距离的时候，光速会更有用。比如到月球的距离相当于光走了1.3秒，或者你可以说月球距我们1.3光秒远。太阳距我们是大约500光秒远。

一光年是个更大的距离：这可是光在真空中一年内所走过的距离。银河系的大小约是100000光年。我们已知宇宙的大小是大约140亿光年，即大约1.3×10^2米。

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