元素周期表42号元素什么意思,元素周期表90号元素是什么意思

首页 > 经验 > 作者:YD1662023-05-03 01:53:10

相信很多科幻迷看到42都会会心一笑。

元素周期表42号元素什么意思,元素周期表90号元素是什么意思(1)

经典科幻作品《银河系漫游指南》中提到,生命、宇宙和一切的终极答案(The answer to life, the universe, and everything)是 42(英文字符加上逗号共42个)。

小说的背景是,为了给超空间快速通道让路,地球被高等文明强拆了。地球人亚瑟·邓特在他的外星朋友福特·大老爷帮助下搭上了逃离的便车,由此两人开始了一场穿越银河的冒险。

在旅途中他们发现了一个惊人的秘密——地球不过是一次实验。一群超高智慧的老鼠为了找出生命、宇宙和一切的终极答案,制造了一台名为“深思”的超级电脑,它用了750万年的时间计算,解得终极答案是“42”。

而小说接下来告诉我们,“深思”只知道答案,要知道这个答案的原因还要需一台更强大的电脑才能解释——这台更强的电脑就是“地球”,然而在算出答案前5分钟,地球消失了……

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而在刚刚,人类首次将42写成了3个整数的立方和!前不久,这成为数学界的一大新闻,因为这意味着最后一个100以内的自然数终于被解决了!媒体争相报道这一新闻,菲尔兹奖得主高尔斯也转发了这个结果。如果这只是一个数学结论的证实,或许不会获得如此的关注度。但是,42这个数字,对人类有太多的特殊意义。

为什么是42

最直接的想法可能是第42号元素。元素周期表中原子序数是42的元素是钼(Mo)——是生命必须的基本元素之一。钼被发现于数十种酶中,在生物固氮上起到重要作用,能直接影响植物发育。

形成彩虹的最佳角度是42°(四舍五入之后)。白光在小水滴中经过两次折射和一次反射后进入人眼,当第二次折射光与太阳光成40°至42°时能够看到最明显的色散现象。这也能解释为什么彩虹是弧形的,正是因为所有光线正好形成了锥形,底面的圆弧就是彩虹。

爱好者Peter Gill用了10年时间寻找证据说明答案为什么是42。2011年,他出版了《42:道格拉斯·亚当斯对生命、宇宙和一切终极答案的精准解答》。

简单举几个书中提及的,维多利亚女王丈夫阿尔伯特死于42岁,有42个孙子和曾孙;《哈利·波特与魔法石》的第42页,哈利发现自己是一名巫师;泰坦尼克号以42公里每小时的速度撞向了冰山;美国史上最年轻总统西奥多·罗斯福当选时42岁;一份巨无霸的含盐量达到了每日推荐摄入的42%;欧洲核子中心给他们的修建的新大楼起名为42……

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42个基本问题

2017年两位物理学家用《生命、宇宙和一切——42个基本问题》为题写发表了一篇论文,列出了42个当前科学家面临的重大基础问题,其中包括暗物质、暗能量,量子信息,多重宇宙,额外维度,甚至还有几个哲学层面的问题,比如生命是什么?而第42个最终极的问题是,什么是意识?

1.为什么物理学预测的宇宙常数如此之大?

宇宙常数首先由爱因斯坦提出,描述了宇宙的能量密度。问题在于天文观测表明宇宙常数远远小于物理学所预测的数值。

2.什么是暗能量?

1998年,宇宙学家惊讶地发现宇宙的膨胀正在加速。这一异常被认为是由“暗能量”引起的。它似乎占据了宇宙的三分之二以上,但尚未有令人信服的证据证明它的存在。

3.爱因斯坦的引力怎么与量子力学调和?

爱因斯坦意识到引力与自然界中的其他一切一样,应该能够用量子力学来描述。然而,当引力非常强的时候,像黑洞周围一样,尝试调和量子力学和引力的尝试就会崩溃。

4.黑洞的熵和温度来自哪里?

尽管史蒂芬.霍金作出了黑洞辐射的开创性工作,但Allen和Lidstrom还是列出了一个未解之谜:当涉及到黑洞时,为什么熵与面积成正比,而不是体积,就像其他物理系统一样。

5.黑洞中会丢失信息吗?

信息被认为是在事件视界的表面编码并作为辐射发回。然而,无论事件发生的信息如何,所有特定质量的黑洞的辐射都完全相同。这表明黑洞破坏了信息,违反了热力学。

6.宇宙是否经历了膨胀时期?

据认为,宇宙在其存在的第一秒内呈指数级膨胀。两大问题是:膨胀的起源是什么?膨胀有直接证据吗?

7.为什么物质依然存在?

基于粒子物理学的标准模型,物质和反物质应该在早期的宇宙中被完全湮没,只留下光子。相反,现在宇宙中存在相对丰富的物质却缺乏反物质,原因是什么?

8.什么是暗物质?

观测到的星系表明,宇宙的大约四分之一是由暗物质构成的,但迄今为止物理学家还没有能够检测到可以解释观测效应的粒子。这个粒子会是axion吗,还是WIMP,或者其他一些东西?

9.为什么普通物质的粒子在高能级时重复两次?

在标准模型中,有四个主要基本物质粒子:上夸克,下夸克,电子和电子中微子。然而,这些粒子中的每一个都有第二代和第三代,例如charm quarks,strange quarks以及muons。为什么会这样?

10.粒子群的起源是什么,中微子有什么样的群体?

上述4种基本粒子从哪里获得质量?人们认为质量与它们与相关场(例如希格斯场)的相互作用的强度有关,但还是有些异常是目前的理论无法充分解释的。

11.是否存在超对称性,以及为什么观测到的粒子的能量与最基本的(普朗克)能量级相比如此之小?

标准模型无法解释为什么弱核力比引力强得多(强1025倍)。

12.大统一理论会是怎样的?

三种基本力——强、弱、电磁力已经统一,但它们与引力的统一仍然是一个谜。

13.爱因斯坦相对论和标准场论是否总是有效的?

对称性是当系统经历转换时保持不变的系统的属性。电荷共轭(charge conjuction)、奇偶性(parity)和时间反转(CPT)从未被违反。时间反转(CPT)可能吗?

14.我们的宇宙是否稳定?

希格斯玻色子的各个方面表明,我们的宇宙只是处于“边际稳定”,或者可能处于一个更稳定状态的过渡阶段,这会导致宇宙具有根本不同的性质。问题是现在我们的宇宙是否稳定?

15.夸克总是被限制在它们构成的粒子里面吗?

一般认为夸克被限制在它们的质子内,并且需要非常高的能量才能将其裂解出来。越来越多的证据也表明,夸克必须始终受到限制,但这并未得到严格证明。

16.具有非凡力量的系统(如强大的核力)的完整位图是什么?

17.什么新的粒子仍然等待发现?

像LHC这样的粒子加速器已经发现了新粒子。但它会有更多新发现吗?这对于在CERN工作的物理学家来说,是一个严肃的问题,以防虚度时光。

18.什么新的天体物理星体在等待发现?

也许有一些新的恒星在等待被发现,例如在早期宇宙中形成的巨大的Population 3星,它仅由氢和氦组成,还可能出现由黑暗物质湮灭而不是融合形成的“暗星”。

19.超导性和超流性的新形式还有待发现?

在过去的几十年中,物理学家通过将材料暴露于极端温度下,创造了许多超流体(无粘性流体)和超导体(无电阻材料)。

20.什么新的拓扑相仍然等待发现?

拓扑绝缘体是内部起绝缘体作用的材料,但在外部具有导电性。它们在哪里可以被找到?

21.在高度相关的电子材料中还会发现哪些其他属性?

20中提到的拓扑绝缘体已经在单电子或准粒子系统中得到证明。还有哪些其他类型的材料可以利用准粒子?

22.还有什么其他新的相和物态仍待发现?

研究人员近年来发现了大量新相的物质,如准晶和时间晶体。还有更多的东西在等待被发现吗?

23.量子计算、量子信息和其他纠缠应用的未来是什么?

开发大规模量子计算机的竞赛正在如火如荼地进行,这种计算机可以在许多任务上超越传统计算机,比如打破大多数形式的密码学。但是,这些应用是否会走出实验室,还是它们太脆弱了,只能满足好奇心?

24.量子光学和光子学的未来是什么?

量子互联网将有助于保护个人数据,防止窃听。但要做到这一点,需要对光子进行远距离控制。目前用于传输纠缠光子的记录在2017年由中国的墨子卫星创造。未来还会有什么其他的创新?

25.有更高的维度吗?

如果还有其他维度,那个维度的“内部空间”是如何构成的?

26.有没有多元宇宙?

是否存在无数个宇宙,每个宇宙都有自己的法则?有没有可能我们的宇宙正好符合智能生命诞生的条件,像“人择原理”阐述的一样。更重要的是,我们如何用科学来证明这一点?

27.时空几何中是否有奇特的特征?

宇宙的“形状”是什么?如果宇宙的结构可以是裸露的奇点,虫洞和/或封闭的时间循环,那么这可能允许像时间倒退那样的事情。

28.宇宙是如何产生的?它的命运是什么?

宇宙的根源是什么呢,它是从大爆炸开始的吗?展望过去将有助于我们理解未来,我们是否正在走向了一个“大撕裂”,到时所有的东西最终都被撕成碎片。

29.什么是时空的起源,时空为什么是四维的,为什么时空与空间不同?

30.如何解释相对论和爱因斯坦引力?

超对称和弦理论等统一理论倾向于假设广义相对论而不是解释它。但是爱因斯坦的引力理论是否可以从真空能量或弦理论领域中导出?如果不能,那引力从哪里来?

31.为什么所有力都有规范场形式?

标准模型中的所有力——弱、强、电磁和引力,都用规范理论来描述,该理论描述基本粒子如何与特定场耦合。然而,为什么只有这些力存在,为什么物质只能弱地耦合到这些场呢?

32.量子场如何解释更多想象?

量子力学是否可以对一些更深层次的宇宙原理进行解释?例如宇宙为什么由量子场组成,测量期间波函数为什么会坍缩。

33.物理学在数学上是一致的吗?

好的理论在数学上与实验一致。然而相对简单的量子场理论尚未证明在数学上一致。

34.物理学的形式主义和人类经验的现实之间有什么联系?

如果数学和它所描述的物理学实际上是人类的创造,那么我们就必须解释人类意识与现实之间的关系,以及相关的问题,比如为什么它存在,而不是不存在。

35.什么是理论、计算、实验和观测技术的终极限制?

更好的计算机如何改进我们的模型或帮助我们理解一些最复杂的实验,如大型强子对撞机?随着我们的望远镜变得更加复杂,他们会如何揭示宇宙的性质?

36.化学、应用物理学和技术的终极限制是什么?

我们生活在前所未有的科技进步时代。这种进步是否有上限,或者发现成功率是否会继续加速?这个问题与人工智能尤其相关,人工智能试图创造一个真正的超级智能机器。

37.什么是生命?

这个著名的问题在1944年首次由薛定谔提出。70多年后,生物学家仍然试图回答这个看似简单的问题。

38.地球上的生命是如何开始的?

有机分子是从早期地球上的“原始汤”中产生的,还是由小行星从太空中输送进来的?而且,我们的单细胞祖先如何最终发展成复杂的生命形式?

39.宇宙中的生命有多丰富?

火星上的机器人在我们自己的太阳系中搜寻有机物质,而SETI天文学家正在扫描宇宙的信息,但到目前为止还没有证据显示银河系其他地方存在生命智能。我们真的可以独享宇宙如此辽阔的领域吗?

40.生命如何解决看似无法完成的复杂性问题?

看似“愚蠢”的生物有机体却能够完成复杂的任务,例如通过蛋白质折叠,细胞分裂增殖,形成眼睛、心脏、大脑等复杂结构的能力。这是如何形成的?

41.人类是否有可能彻底根除疾病,并实现永生?

42.什么是意识?

这是一个几百年来一直困扰着哲学家的问题,但直到最近,我们技术才发展到可以让我们科学地探索这个问题。意识是通过数十亿个细胞的复杂相互作用而出现的吗?它是一种波吗?它可以被复制吗?它与量子力学有关吗?

元素周期表42号元素什么意思,元素周期表90号元素是什么意思(4)

看到最后,你一定是科学迷,如果没有意外,你一定也能发现周围有很多“42”。

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