銀河挑戰,第二部分:理查德·費曼的檔案

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在最近的一篇文章中,我提出了一個關於手性的謎題,以及如何向遙遠的外星人傳達左右的概念。正如我從我們的部落格網路沙皇 Bora Zivcovic 那裡瞭解到,我提出的謎題方式只是理查德·費曼在 1964 年向康奈爾大學學生提出的一個謎題的笨拙且不夠優雅的版本,這也許並不令人驚訝。

費曼在他的講座中說:“假設我們正在與火星人、或大角星人或其他什麼東西進行電話交談。”“我們不知道他在哪裡,我們想向他描述事物。” 費曼指出,建立溝通的一種方法是從基礎開始,沒有什麼比整數更基礎的了(卡爾·薩根後來在《接觸》中利用了同樣的想法)。

然而,在某個時候,我們大概學會了如何溝通,火星人對了解我們很感興趣。“假設他說,‘你們這些傢伙’——在我們和他熟悉之後——‘你們很好;現在我想知道你們長什麼樣子。’”


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費曼指出,描述諸如體型之類的特徵很容易,因為我們可以訴諸於在世界各地都相同的關於世界的 факты——例如氫原子的大小。

但火星人想了解更多。“然後他說,‘這很有趣;你們的內部看起來怎麼樣?’ 所以我們描述了心臟等等,然後我們說,‘現在,把心臟放在左邊。’ 現在的問題是,我們如何告訴他哪邊是左邊?”

我們可能想嘗試使用的一個參考點是生物化學。“‘哦,你拿甜菜糖,你看,然後把它放在水裡,它就會轉動。’ 唯一的問題是,他在那裡沒有甜菜。” 在這裡,費曼指的是當偏振光穿過蔗糖水溶液時,其偏振會發生扭曲。

這種效應是由於蔗糖有兩種變體,它們的分子結構互為映象,並且對光的偏振具有相反的影響。(兩種變體的均勻混合物對光沒有影響。)所有生物來源的蔗糖都是同一種變體,稱為右旋,但我們無法知道外星人的糖——假設他們有糖——是否與我們的手性相同。

蛋白質和 DNA 也是如此。“我們無法知道……進化過程中的偶然事件是否會從也許是錯誤方向的鏈開始:我們無法分辨。” (順便說一句,這也是為什麼在進行一些化學分析之前吃外星披薩是個壞主意的原因之一。)

費曼的講座題為“物理定律中的對稱性”,是他 1964 年在康奈爾大學舉行的“物理定律的特徵”系列講座的一部分,可以在微軟教育網站上觀看完整版。您可以跳轉到講座的第 11 節觀看關於手性的部分。但我建議觀看完整內容。這個人本身的存在、智慧和魅力都非常非凡。

劇透警告:在談論糖之後,費曼繼續給出謎題的答案,該答案基於當時非常新的物理學,於 1957 年被發現。(更多細節將在後續文章中介紹。)如果他在十年前做同樣的講座,人們只能想知道他會說什麼——也許,只是簡單地說,當時還沒有已知的利用物理定律區分左右的方法。

未完待續!

 

這篇文章是關於手性系列文章的一部分。以下是該系列的所有文章:

銀河挑戰:你將如何向外星文明解釋左右?

銀河挑戰,第二部分:理查德·費曼的檔案

銀河挑戰第三部分:“簡單”的解決方案

為什麼沒有所謂的北方和南方

推薦閱讀

《新左右開弓的宇宙:從映象反射到超弦的對稱與不對稱:第三修訂版》。作者:Martin Gardner?。2005年。

《宇宙的手性》。Roger A. Hegstrom 和 Dilip K. Kondepudi 發表於《大眾科學》,第 262 卷,第 108-115 頁;1990 年 1 月。

《外星披薩,有人要嗎?》Davide Castelvecchi 發表於《科學新聞》,第 172 卷,第 7 期,第 107- 頁;2007 年 8 月 18 日

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