---
title: "宇宙的乐高"
url: "https://lerry.me/post/2026/03/universe-lego"
date: 2026-03-30T22:56:00.000Z
updated: 2026-09-04T17:30:03.168Z
tags:
  - "科学"
  - "能量"
  - "熵"
  - "物理"
  - "宇宙"
  - "原子"
language: zh-CN
---

# 宇宙的乐高

## 黄金和钻石

小时候，流传着一句话，钻石恒久远，一颗永流传。现在我们都知道了，这只是钻石商人的包装。实际上在宇宙中，黄金要比钻石珍贵得多，因为钻石不仅可以形成于地壳内部，甚至在河南省的工厂里也能生产。而黄金就不一样了，地球上没有任何一个人可以凭空造出黄金。即使在整个宇宙里，也只有超新星爆发和中子星合并这样的大事件，才能产生黄金。

地球形成时，大量黄金随着铁镍一起沉入了地核，我们只能在地壳边缘捡漏。有人算过，如果把地核里的黄金均匀铺在地表，能铺四米厚。只是我们去不了那里。

## 原子是乐高

组成这个世界的原子，就像乐高积木。把它们组装在一起，或者拆开，都需要能量。但乐高本身没有减少，原子也是一样——不管经历了多少次化学反应，原子本身一个不少，只是换了组合方式。

最有意思的是，同样一批乐高——碳、氢、氧原子——拼法稍微不同，就变成了完全不同的东西。

葡萄糖是最基本的糖，细胞可以直接烧掉它来获取能量。葡萄糖用不完，植物就把它们手拉手连成长链，变成淀粉，要用的时候再切回葡萄糖。

纤维素也是葡萄糖连成的链，但连接的角度差了一点点。就这一点点的差别，人体的酶完全无法切断它，纤维素从嘴里进去，原封不动地出来，不产生任何热量。

牛能吃草，是因为牛胃里住着几百种细菌，这些细菌有人体没有的酶，能把纤维素切开。细菌大量繁殖，随着食糜流到后面的胃，被牛消化掉。所以牛吃的表面上是草，实际上是细菌——草是培养基，细菌才是真正的食物。牛相当于在体内养了一个蛋白质工厂。

## 太阳没有给地球一克质量

我以前一直以为，玻璃罩里的植物慢慢长大，增加的那些质量，是太阳的能量转化来的。后来才知道，不是这样的。

植物增加的质量，来自空气里的CO₂。光合作用把CO₂拆开，碳留在植物体内组成葡萄糖和淀粉，氧气释放出去。太阳提供的不是质量，是拆开和重组这些乐高的能量。

所以太阳没有给地球增加一克质量，它只是把那些熵的东西，拼成了负熵的东西。

## 地球的质量在变吗

既然原子在流转，那地球的质量会变吗？

会，但变化微乎其微。每年有大约四五万吨宇宙尘埃落到地球上，同时大气层顶部的氢和氦被太阳风吹走，每年损失更多。净算下来地球质量极其缓慢地在变，相对于地球总质量，几乎不可测。

有意思的是，地球的质量不是称出来的，是靠引力公式推算的。有了卫星之后，通过追踪卫星的实际轨道，还可以反过来修正这个数字，精度比早期高得多。

## 乐高会自己变成另一种乐高

前面说原子像乐高，但这个比喻在这里裂开了。

真正的乐高不会自己变成另一种积木。但原子会。铀会自发地抛出一部分，变成另一种元素，同时释放能量。这叫衰变。

更反直觉的是，没有任何东西决定一个原子什么时候衰变。不是它老了才衰变，是完全随机的，没有原因。半衰期描述的是大量原子的统计规律，但盯着其中一个，完全无法预测它会在下一秒衰变，还是再等一百亿年。

## 观测本身改变了结果

随机性让人想到另一件事。量子力学里有个著名的思想实验，薛定谔的猫——一只猫在盒子里，死活取决于一个量子事件，在打开盒子之前，猫处于死活叠加的状态。打开盒子，叠加态坍缩，得到一个确定的答案，但那个叠加态本身永远消失了。

我曾经和朋友说过一件事。跟一个女孩暧昧，两个人可以一起玩耍，做各种事情。当真的问出“你喜欢我吗”之后，女孩认真思考，反而发现自己没有到那种程度，关系就此中断。

那个暧昧的状态，不是"还不知道答案"，它本身就是一种真实的关系形态，有它自己的温度。问出口之后，坍缩成确定答案，那个状态就消失了，回不去了。

## 宇宙的乐高

这些原子，这些宇宙的乐高，从宇宙诞生之初就存在，被拼成星云，拼成恒星，恒星死亡爆炸后散入宇宙，再被拼成新的星系、行星、海洋、生命。

你身体里的氢原子，大约一百三十八亿年前就存在了。你身体里的碳和铁，是某颗恒星核心里核聚变的产物。至于黄金，它来自两颗死恒星最后的碰撞。

太阳每天做的事，不是给地球增加什么，而是提供能量，让这些古老的乐高重新排列成更有序的形状。