用力一握拳,會捏死手上的細菌嗎?
「手掌用力一握」,這是一個
宏觀
的物理描述,我們要知道宏觀的力(壓強)並不必然等於微觀的力(壓強),只要保證接觸面就足夠小,手掌的力量擠破細菌完全是小菜一碟,因此宏觀的受力分析在這個微觀的問題上其實是失效的。
那麼手掌用力一握的
微觀含義
是什麼呢?
是人的肌細胞拉著骨骼以及大量其它細胞所進行的互相擠壓。
我們的身體在宏觀上看是固體,但在微觀上看卻就變成了流體,因為每一個細胞都是磷脂雙分子層(細胞膜,流體)所包裹的各種組分組成的細胞質(流體)所構成的,也就是說——
都是軟軟的。
然後用力一握,實際上就變成了一大群軟軟的細胞握向了另一大群軟軟的細胞。然後有一些細菌,很不幸地,被擠在了這兩坨細胞之間。
不過不用擔心,這些細菌也是由細胞膜所包裹起來的流體,不僅如此,它們表面更包裹了一層細胞壁,它是細菌最外部的一層堅韌、厚實的外被,其主要成分為肽聚糖。
也就是說,一大堆軟軟的細胞擠在一起,中間夾塞著一些「加固版」的軟軟的細菌。
在這種情況下,如果這些細菌所承受的壓力大到了能夠破壞它們結構的程度,那麼在相同的壓強之下,人體手掌上的細胞更是會一個接一個噼裡啪啦地死翹翹了。這是不太現實的。
所以宏觀的力和微觀的力是不同的,宏觀的物態和微觀的物態也是不同的,微觀上施力者和受力者都是細胞膜包裹的流體,要死也得一起死才行。
所以這個問題的結論是——基本捏不死。
然後我看到有人補問了一句:「我用牙齒能咬死細菌嗎?」
這也是個很有意思的問題,很顯然這種情況下就不是細胞擠細胞了,而變成「石頭」擠細胞了。
細菌的尺寸在微米尺度,牙齒的咬合肯定是存在大量的不嚴密之處的,因此絕大多數細菌是不會被真正咬住的。
少數很不幸被牙齒咬住的細菌,它們會「滑溜溜」地逃出牙齒擠壓之處,從而躲過一劫。
極少數真正不幸的細菌沒能逃出牙齒微觀咬合處的話,則有可能被攔腰斬斷,漿水流得一嘴。
所以
牙齒是有可能咬死細菌的
,即使咬合不完全嚴密,也不可能全都是縫隙,否則就沒有施力點了。
但是
口腔細菌的真正敵人恐怕並不是牙齒而應當是人的口水,包含了很多殺菌成分的口水。
它們從分子層面對細菌的細胞壁細胞膜發起進攻,攻勢可要比你的牙齒猛烈得多了。
我們要注意到,牙齒的力量和手掌的力量,其實是在一個數量級上的,都是
肌肉的力量
。
但是如果擠壓材料和接觸面積發生了變化,我們得到的結果就不大相同了。
打個比方,如果我們用手拿著兩個單晶面或者其他在分子級別平整的材料(例如單晶矽平整晶面)互相擠壓,夾在中間的可憐細菌(數量不能太大)基本還是得死翹翹。