问题

如果有一把厚度无限接近 0 的匕首,用它能造成伤害吗?

回答
这把“厚度无限接近零”的匕首,是个极具想象力又让人忍不住深思的问题。要回答它能否造成伤害,我们需要从几个层面去剖析:

1. 理想化的“零厚度”与现实的物理定律

首先,我们要明确,在现实世界中,任何物体都不可能拥有真正“无限接近零”的厚度。这是物理学上的一个基本常识。物质是由原子组成的,原子有其自身的尺寸,即使将物质压缩到极致,也无法摆脱基本粒子的存在。

但是,题目设定了一个“理想化”的场景,我们姑且允许这把匕首的存在。如果我们从纯粹的几何学角度来看,一把没有厚度的“面”是没有体积的,无法切割。但匕首的本质是“锋利”,而锋利的本质在于“集中作用力”。

2. 作用力与压强:伤害的根源

伤害的产生,关键在于对人体组织施加足够大的 压强。压强(P)的公式是:

P = F / A

其中:
F 是作用在物体上的力(Force)。
A 是力的作用面积(Area)。

我们的“无限接近零厚度的匕首”最核心的特征就是它的 作用面积 A 趋近于零。

试想一下,即使我们用非常小的力(F)去按压一个物体的表面,如果接触面积(A)非常非常小,那么产生的压强(P)就会非常非常大。

这就像我们用指甲尖去按压皮肤,和用手指肚去按压皮肤,即使用的力气一样,指甲尖因为接触面积小,能轻易造成疼痛甚至破皮。

所以,即便匕首的“厚度”无限接近零,这意味着它的 刃口 也就无限接近于一个理想的“线”。当这把匕首以足够大的力(F)刺入人体时,这个力会集中在一个极其微小的面积上。

3. 能量的传递与组织破坏

当匕首的刃口以极大的压强接触到人体组织时,会发生什么?

细胞结构破坏: 人体组织是由无数细胞构成的。极高的压强会瞬间压迫、撕裂这些细胞。想象一下,用一根细针尖去戳一个装满水的泡沫,水珠会四处飞溅。这把匕首的刃口,就像一个无限锋利的针尖,会将作用在其上的力,极其高效地传递给周围的组织细胞。

穿透与切割: 随着力的增加,刃口会沿着其“线”的轨迹,在组织中产生一个极小的切口。这个切口虽然“宽度”无限接近于零,但足以破坏血管、神经以及肌肉纤维。

能量集中: 匕首的“厚度无限接近零”的特点,意味着它在刺入过程中,几乎不会分散能量去“挤开”组织。所有的动能都集中在刃口线上,用于直接切割和破坏。

4. 想象中的“伤害”表现

如果这把匕首真的存在,并且以足够大的力量被使用,它可能造成的伤害会是:

极其细微但深入的创口: 伤口可能看起来就像一道被激光切割过的缝隙,边界极其规整。
难以察觉的出血(初期): 由于伤口极细,小血管破裂造成的出血可能一开始并不明显,但随着深度的增加,更大的血管一旦被切断,后果会很严重。
神经损伤: 即使只是触碰到细小的神经纤维,由于极高的压强,也可能导致剧烈的疼痛甚至麻痹。
穿透力极强: 理论上,只要施加足够的力,这种匕首可能比同等材质但有厚度的匕首更容易穿透坚韧的组织,例如骨骼。因为它的力的作用面积实在太小了。

5. 总结:是的,它能造成伤害,而且可能非常可怕

所以,即便它的“厚度”无限接近于零,这把匕首 绝对能够造成伤害。它的伤害不在于“刀身的宽阔”,而在于其 刃口集中的、颠覆性的压强。

它就像一个将“锋利”这个概念推向极致的工具。在物理学原理下,如果力足够大,作用面积趋近于零,压强就会无限大,从而能够轻易地破坏任何物质的结构。

这把匕首的存在,更像是一个关于极限和概念的游戏。它挑战了我们对“工具”的理解,告诉我们,即使在最不可思议的条件下,物理定律依然会以其严酷的方式展现力量。它造成的伤害,或许会以一种我们难以想象的、精细而致命的方式体现出来。

网友意见

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抛开中子、中微子这类和普通物质相互作用很弱的粒子不谈,物理上能做到最薄的匕首也就是单层原子厚度了。

以前回答这类问题总是纸上谈兵,这次我干脆建了个分子动力学模型,模拟了一下单层钨原子刀片切割铁块的原子过程。

模拟结果如视频所示,红色的是铁原子,黄色的是单层钨原子。方便起见,钨原子被设置成刚性不可变形的了。

https://www.zhihu.com/video/1457552404631273472

从视频中可以看到,单层原子刀还是能造成一定损伤的,这其实有点出乎我的意料。

虽然刀片厚度只有一层原子,但是刀片本身会跟被切割物体产生一定的相互吸引,从而在切割的过程中,拖拽着一部分原子一起移动。

这部分原子最终会被撕扯下来,产生一个比刀片厚很多的伤口,伤口的长度差不多就是刀片的长度。如果刀片比被切割物体还要长,这个伤口可能会完全切断物体。

为了验证这个想法,我加长了刀片的长度,重新进行了一次模拟,结果跟上面猜测的一样,当刀片接近被切割物体长度时,确实能造成一个贯穿式的裂痕。

https://www.zhihu.com/video/1457552745297772544

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显然无法造成实质的伤害,别看一楼搁哪里图文并茂的吹牛。但实际上漏洞百出。

题中既然指明刀的厚度无限接近于0,也就是宇宙尺度的最小单位;1普朗克。假如题主刀能不能克服上亿个工程难题。最终挥刀划过了受害者身体,然而受害者可能并没有任何异样的感觉。

因为你的刀实在太薄了,在进入人体时就已经成为了人体组织的一部分。除非这把刀的宽度接近于数值N,我们对N的值做一个大概的描述;(设存在一个数 >0,使得任意的实数n都能使( )成立。)只有这种宽度的刀才有可能会对受害者产生一些实质性的伤害。

想要确保一定能产生伤害,挥刀的时间还应当满足时间t(t-c= ),这样肯定是能产生伤害的。但受害者也不会立即over,柔弱一点的人能在你这种强度的折磨下估计能存活个7~28天。坚强一点的人甚至能存活若干年。

你要问我为什么会这样呢?

“你没做过x光吗,这nm不比你这奇葩刀强上亿倍?”

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参考 :

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在战锤里有一种东西叫单分子刀刃,没具体说是什么单分子,咱们极端一点,直接用这个宇宙中我们能使用的最强悍的中子星物质做一个单分子刃的大保健。

OK,假设现在有这么一把单分子长剑,刃长100厘米,宽5厘米,厚度为一个中子的厚度。

OK,再假设我们为了可以随身携带这把匕首,准备了一个黑科技刀鞘,用来保存我们的刀刃,使其保持中子星物质的性质。

已知中子的直径1.6×10^-13厘米,中子星物质密度为10^15克每立方厘米,可知该刀刃体积9×10^-11立方厘米,质量为9×10^4克,90公斤。

但是中子星物质的刀刃有个缺点,那就是他在离开中子星或者从刀鞘中拔出之后会发生衰变,衰变过程中会损失大约0.15%的质量,也就是0.135千克的质量。接下来就是E=MC2的经典时刻了,这大致会释放1.215×10^10J的能量。

理想状态下相当于2.9吨TNT当量。

当然,如果是一柄30厘米长3厘米宽的中子星物质单分子刀刃匕首,重量也变得非常亲民,只有16.2公斤了。其衰变释放的能量也适当的缩小了,相当于0.5吨TNT当量。不过这个能量释放过程比较温和,毕竟中子的半衰期要10分钟,且我们的刀刃非常“轻薄”,能量释放的过程还算相对“温柔”。

但这里还没有算没有了中子星或黑科技刀鞘所提供的高压环境,那么我们的刀刃必然会在内部压力的作用下,无法维持原形态迅速膨胀。

得出的结果会比上一个答案会有数量级的差别——毕竟白矮星物质逸散计算的涉及电子简并压,中子星物质还要涉及中子简并压。大致会释放1×10^14J级别的能量,已经与人类第一颗原子弹的能量在一个量级上了。


总之,这把匕首完全可以造成伤害,就是对使用者不太友好。

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