李季科的博文——微观、宏观和宇观的大体空间尺度

微观、宏观和宇观的大体空间尺度——近代物理学学习杂记1

    近代物理学把物质结构按其空间尺度和质量大小，分为微观、宏观和宇观；然而在空间尺度方面，又没有明确区分它们的临界尺度。这并不是物理学的疏漏，而是物理学还要考虑质量、以及有关的常数。例如微观粒子，不只要考虑它的空间尺度，还要考虑它是否具有波粒二象性，其能量能否用普朗总常量h来描述，等等。本文试图抛开质量、以及有关常数，做些粗略空间尺度划分的尝试，给大家一个大概的认识。如有不当，希望感兴味的朋友指正。

 1微观空间尺度

笔者以为如下为宜：3X10-17m(3X10的负17次方m，即3X10的负2次方飞米)~3X10-7m(即3x10的负7次方m，也即0.3微米=300纳米=3000埃)。相关说明如下： (1)下限尺度：一个质子的空间尺度大约为1fm(飞米)=10-15m，现在的物理手段可测知到3X10-17m(即百分之三飞未)，可以研究比质子更小的粒子结构，应是物理学的前沿科学。

(2)上限尺度：大约是一个复杂的大分子的尺度。虽然物理学没有明确区分微观与宏观的临界尺度，但微观的大尺度小于μm，这是肯定的。网上有的资料说：微观世界大约指空间尺度小于3X10-7m(300nm)的物质系统及与之相应的场，这个尺度大约是一个大分子的尺度(普通分子尺度约为10nm=100?)。我同意这一观点，但把300nm作为微观上限尺度。

(3)限度中的“3”：这也是宏观下、上限也会用到的一个系数，大概与光速有关。

(4) 射线检测讨论的重点是原子和比原子小的粒子(我统称为微观粒子)，空间尺度大约是从10埃到1fm。2宏观空间尺度笔者以为如下为宜：大于3X10-7m~3X1016m。下临界尺寸，不再说明。地球轨道平均直径大约为3X1011(3X10的11次方)m。上限尺度大约是太阳系的尺度，3X1016(3X10的16次方)m，大约是恒星之间的平均间距。3宇观空间尺度笔者以为如下为宜：

大于3X1016(3X10的16次方)m~1.3X1026(3X10的26次方)m(？)。

上限尺度，是截止目前可观测宇宙 半径(即宇宙边缘与我们的距离，又称哈勃半径)。括号中的问号表示：这个半径，随着时间延续，正在逐渐变大，这表示了所谓的“宇宙膨胀”理论。

4附：工程技术上“宏观”和“微观”

与物理学不同，工程技术的宏观与微观分界线，似乎为0.1mm。例如X射线管的“微焦点”，测“微”密度计的孔径，“微”表示≤0.1mm；  “宏观缺陷”，指?0.1mm的缺陷，等等。

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