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量子理论告诉:人类对宇宙的了解究竟有多少?

作者:admin 发布时间:2020-06-04 04:28点击:

宇宙充满了惊奇,而人类对它的探索,自始至终都未停止过。也正是人类锲而不舍的探索精神,才使我们的科技文明不断发展强大,才使我们对宇宙的认识越来越深刻,同时也让我们对宇宙的真貌越来越接近。

宇宙究竟是怎样的运行机理?宇宙究竟起源于哪里?宇宙究竟还隐藏着多少不为人知的奥秘?人类能否探索到宇宙的终极之理呢?探索科学,探索宇宙,水木长龙与您继续我们的探索之旅。

如果说爱因斯坦相对论的提出,将人类对宇宙的认识,从根本上进行了一次大清洗,那么量子科学的发展,则是将人类对宇宙的认识,从本质上进行了一次脱胎换骨。

从宏观世界万物的连续性,到微观世界的量子化,进而计算得出宏观世界实则也是量子化拼接而成(注:因为普朗克尺度太小:1.6×10^-35米,普朗克时间也太小:10^-43秒,故而我们的时空看起来好像是连续体一样);

从人类对光本性的一步步认知,从而得出光具有波粒二象性,继而又证实微观粒子皆具有波粒二象性,并进一步推导宇宙万物皆具波粒二象性(注:宏观物质波长太短,我们无法肉眼直观,但并非不存在);

从经典的波动理论,到玻恩的波函数概率解释,进而将概率波从广义上延伸到了宇宙万物(注:也正因此,颠覆了人类习以为常的“因果律”,甚至遭到爱因斯坦的强烈反对:God does not play dice.);

从宏观世界万物的确定性法则,到微观世界海森堡的不确定性原理,进而推测宇宙万物皆处于不确定性的叠加态(注:而每一种确定性状态的呈显(非“呈现”),皆与观察或测量相关,在观察或测量的瞬间,处于不确定性叠加态物质的波函数也会瞬间坍缩成为一种确定状态,而其它曾经处于叠加态的物质状态也在同一时间瞬间坍缩为0,以确保被呈显出来的只有一种确定态。爱因斯坦对此解释同样很持怀疑态度,认为那是“幽灵般的超距作用”,是违背相对论的)。

我们概括一下以上的探讨分析,即是:宇宙万物,无论宏观还是微观,实则皆具波粒二象性。既然具有波粒二象性,也就证明了宇宙万物同时也满足海森堡的不确定性原理(因为就像粒子时而可呈现出波动特性,时而又能呈现出粒子特性一样,前辈科学家们也不知道究竟划分为粒子好还是波好,干脆叫了个模棱两可的名字——波粒二象性)。满足了不确定性原理,也就引出了叠加态原理(因为就像电子的位置和速度,两者不可兼得一样,当测量其中一个越加精确,另一个必然会越加远离精确;两者仿佛处于叠加态,一个的精确测量,必然会导致另一个的彻底消失)。宇宙万物,实则皆处于叠加态,之所以我们的宇宙是现在模样,或与观察者有关,观察者的观察和测量的选择方式,决定了宇宙的最终呈显状态。当处于叠加态的宇宙波函数(概率波)坍缩为确定的宇宙时,其它的叠加态宇宙波函数同时瞬间坍缩为0。

不得不说,量子物理的发展,为人类科学带来了质的飞跃,也为人类探索宇宙真貌又更推进了一步。或许,宇宙的真貌正隐藏于量子科学,我们之所以看不到宇宙的真实本相,正如光的波粒二象性一样让人捉摸不定——为什么光既具波动性又具粒子性?它究竟是波还是粒子呢?

“哥本哈根学派”的领军人物尼尔斯·玻尔(Niels Bohr),于 1927年曾提出了一个著名理论——互补原理,认为一些物理对象存在多种属性,这些属性既相互排斥,却又形成互补依赖;但不同的观察角度和测量方法,却只能展现一种属性,即使每个属性的呈现都是正确的。一个很好的例子证明,即是光的波粒二象性。

难道我们探索宇宙就像玻尔的互补原理一样难以同时一窥其整体吗?果如此,那么爱因斯坦的相对论与量子理论实则就是互补共存的,因为或因我们人类科技水平有限,或因我们生存的三维空间的限制。想想我们生存的三维空间只有三维,太少了,不是吗?M理论推测宇宙有11维,玻色弦理论推测宇宙有26维,更有研究者指出宇宙为N维,而我们只生存在三维空间,还有那么多维度无法观测到。我们每探索到一个宇宙法则,每悟出一个宇宙原理,每体会到一种宇宙现象,可能都像盲人摸象一样,只是摸到了整头大象的一部分。同样的,人类对宇宙的探索认知,或许也只是零星碎片的认知,而无法将碎片拼成一个完整的整体出来。事实上,我们可能“摸象”(指探索宇宙)还不到亿万分之一,连拼个大致的轮廓估计也难以胜任。如此,又怎能将宏观世界与微观世界统一到一起?

或许,牛顿的绝对时空观也是正确的,或许光不止具有波粒二象性,或许量子世界就是宏观世界的微观缩小版,等等等,一切都缘于我们空间维度的限制,源于我们视界的局限性。先哲言:没有绝对的正确,也没有绝对的错误。或许正是对量子理论的最好阐释。因为在量子世界里,什么都不是确定的存在,同样的,什么也都可能存在。正如玻尔在“互补原理”指出的那样——取决于观察角度和测量方法。

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