显微镜放大40亿倍会看到一个怎样的世界?会否颠覆我们的宇宙观

你等等,我得先算算40亿后面有多少个零_(:D)∠)_

4000000000=4x10^9,人眼极限分辨率大约是0.01mm,化成m等于0.00001m那么除以40亿等于2.5x10^-15m……兄弟,这已经是质子直径的级别了,你是故意的吧_……

然而这尺度已经远低于可见光波长了,根据阿贝极限,可见光成像极限大约是200nm左右,否则光学衍射将导致什么都看不清,也就是说可见光已经无法对它成像了,而2.5x10^-15m=2.5x10^-6nm,即等于0.0000025nm,很显然要用可见光看是不可能的了。

那么需要用什么波长的光才能看清呢?同样根据阿贝极限计算大约需要5x10^-15m。因此你至少需要波长约为5x10^-15m的光,大约10^-12m以下就属于伽玛射线了,因此你需要用高能的伽玛射线来观测_…

这好像已经不太靠谱了。我们看看目前人类最强的显微技术——扫描隧道显微镜。根据资料,它最大的放大倍数约为3亿倍,已经能实现原子级别的观测了,极限分辨率约为0.001nm,倍数上还差一个数量级。

上图就是扫描隧道显微镜拍摄的单层石墨烯。

为什么极限分辨率不一样呢?因为我算的极限分辨率是以人眼分辨率计算的,属于光学成像的分辨率,而无论是伽马射线成像还是扫描隧道显微镜成像都不是光学成像,所以人眼的极限分辨率无用武之地,因此能看到的极限分辨率就低得多了。按照扫描隧道显微镜极限分辨率再提高10倍,也就是40亿倍显微镜的极限分辨率大约是10^-13m量级,氢原子的直径大约是10^-12m,自己评估一下。

由于已经能看到原子以下的领域,可以看到不确定性原理主宰的微观世界,也许能可见电子云……至于是否会颠覆我们宇宙观……其实现在的量子力学已经够颠覆的了,你通过显微镜看到的量子世界并不会违反量子力学,因此如果你对量子力学已经有足够的了解,显微镜放大40亿倍的微观世界不会给你更多的颠覆……