未來能否做出夸克級細(xì)絲，這種細(xì)絲能割斷人的脖子嗎？為什么？

許多網(wǎng)友總會腦洞大開，比如提出不少這樣的問題，夸克級的細(xì)絲能夠割斷人的脖子嗎？過去我好像回答過諸如此類的問題，現(xiàn)在再從另外角度說一下。

先說答案：不能。

這種細(xì)絲切割人體的想法可能來源于《三體》

可能有人認(rèn)為，再小的絲切過人的脖子，頭也會掉了。許多人受到劉慈欣的小說《三體》影響比較大，在這部小說中有這樣一個情節(jié)：中國科學(xué)家汪淼發(fā)明了一種納米絲，很細(xì)很堅固，但肉眼看不見。將這種細(xì)絲按照50cm間隔拉扯在運河的兩岸，當(dāng)?shù)厍蚺衍姷摹皩徟腥铡碧柧掭喗?jīng)過時，就被這個叫做“死亡之琴”的裝置像切豆腐一樣，將這艘巨輪切割成一堆積木，所有人都被切成數(shù)段，叛軍頭目伊文斯被切成3段。

納米有多大？1nm（納米）等于10^-9m（米），也就是10億分之1米。人的頭發(fā)絲最粗的有100μm（微米），1μm=1000nm，1nm就相當(dāng)一根最粗頭發(fā)的10萬分之一。但《三體》中割碎巨輪的納米絲描述為頭發(fā)絲的1/10，粗細(xì)也就約10μm或1萬nm。這樣粗的細(xì)絲，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個分子的數(shù)量級了，所以能夠破壞和割斷人體或船體是完全可能的。

那么夸克有多大呢？

現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為，夸克是組成原子核質(zhì)子和中子的基本粒子，是不可再分割的粒子。一個原子根據(jù)原子核中的質(zhì)子數(shù)量不同，有大有小，現(xiàn)在科學(xué)一般給出的原子直徑為10^-10m，即100億分之1米，也就是0.1nm，又叫1埃。

原子由原子核和核外電子組成，一般原子核的數(shù)量級為10^-15m，即1000萬億分之1米，直徑比原子小10萬倍，體積只是原子的數(shù)千萬分之一。而原子核的質(zhì)量卻占有了整個原子的99.96%，因此原子核與原子的電子外殼之間基本是虛空的。

組成原子核的質(zhì)子和中子，尺度約為10^-15m，也就是和原子核差不多；每個質(zhì)子或中子由3個夸克組成，夸克的直徑約為10^-18m，比質(zhì)子和中子小了1000倍，比原子小了1億倍，比納米小了10億倍。

原子是組成我們認(rèn)知世界的最基本單元。人體是由細(xì)胞組成的，細(xì)胞又是由原子分子組成的。一個細(xì)胞直徑約在2~200μm之間，由約1萬億個原子組成。

這些原子組成物質(zhì)時，并不是密密匝匝擠在一起的，中間是有間隙的，原子與原子的間隙約一個原子尺度，也就是約10^-10m，而每個原子本身又是虛空的，核外電子與原子核之間相對夸克來說是一個巨大空間。

而人體是由細(xì)胞組成，只要不破壞人體細(xì)胞DNA分子鍵，人體就無恙。納米絲連原子都碰不到，而一個細(xì)胞由萬億原子組成，就更沒辦法破壞細(xì)胞了，所以納米級細(xì)絲切割人體，就像進入一個鏤空的世界，很難碰到實體。而且組成細(xì)胞的分子由范德華力凝聚在一起，這種細(xì)絲即便切在分子上，也無法阻斷范德華力，分子依然是分子，就跟不要說切斷脖子了。

但高能宇宙射線是能夠打斷人體的分子鍵和原子鍵的，這就是高能輻射。這種輻射由高能亞原子粒子或波長很短的高能光組成，會對人體細(xì)胞造成損害。如果所謂夸克絲太多太密集，打入人體的能量又很高，可能對人體也會造成傷害。

但這個世界不可能存在夸克級細(xì)絲

這個論斷不是說未來人類無法達(dá)到這個技術(shù)能力，而是由夸克禁閉原理所決定。

夸克是在宇宙大爆炸開始后10^-10秒（10萬億分之1秒）時出現(xiàn)的，這時的宇宙溫度約為10萬億K；到了10^-6~10^-3秒（百萬分之1秒到千分之1秒）時，宇宙溫度降到萬億K，夸克的等離子階段就結(jié)束了，就不再有能量實現(xiàn)自由漫游了，而是2個或3個夸克束縛在一起，形成形成重子或反重子，質(zhì)子和中子等強子也就這樣形成了。

夸克禁閉是一種物理現(xiàn)象，主要描述夸克不會單獨存在。這里面的理論很復(fù)雜，一下也說不清楚，總體上從夸克形成過程來看，夸克單獨存在需要巨大能量，溫度達(dá)到萬億K以上，這時即便夸克單獨存在了也無法組成夸克絲。

在現(xiàn)實中，帶色荷的夸克必須和其他夸克一起，2個或3個組成一個粒子，使得總色荷為零?？淇私M成的粒子叫“強子”，而3個夸克組成的質(zhì)子和中子是最穩(wěn)定的“強子”。

由于夸克禁閉現(xiàn)象，人們無法直接觀測到夸克，也不能分離出夸克，只能通過觀測強子的一些行為，了解夸克的狀況。因此，夸克級的細(xì)絲是永遠(yuǎn)也不會出現(xiàn)的，所以擔(dān)心被夸克級細(xì)絲斬首的人們可以放心了。

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