
发布日期:2024-12-24 06:56 点击次数:191
对于双缝实验这一量子力学鸿沟的经典实验,我在之前的著述中也曾进行了深刻解读好看的三级片,有好奇的读者不错去我的往期著述中一探究竟。
今天,我将跳过对实验具体智力的属目线路,转而带各人从全新的角度谛视这一实验。咱们不征询实验自身,而是转向探究实验服从带给咱们的种种启示。辅导各人,我的这些念念考并非纯正的幻想,而是基于现行物理学表面的推演,尽管它们可能显得超乎寻常。
当你读完下文,你可能会合计它既不完全是科普著述,也不是纯正的科幻作品,大略是两者的结合。让咱们初始吧。
双缝干预实验的版块多种种种,科学家们约束更新实验内容,以求揭示实验中那些令东说念主困惑的极度风光背后的真相,但直于当天,咱们仍未能得出一个定论。
电子双缝干预实验之是以令东说念主惊骇,并非因为实验自身让东说念主不安,而是因为实验服从可能引发咱们对宇宙推行的深层反念念,它以致可能抓有通往“手艺之谜”,“手艺旅行”,以致“六合真相”的钥匙,澈底颠覆咱们对六合和宇宙的默契。
至极是在延迟遴荐实验中,咱们似乎窥见了造物主的“纷乱打算”。因何见得?
在实验经过中,当咱们不不雅察电子时,电子呈现出波状的无处不在,它不错同期存在于多个地方,展现的是一个空泛的宇宙。但是,一朝咱们执行不雅察,电子的波动性便会崩溃,它片刻成为粒子态,只存在于特定位置,宇宙又变得明晰可辨。
这难说念不比魔术更神奇吗?更令东说念主惊慌的是,由此引发的一贯串合锁反馈。
领先,宏不雅宇宙是否也存在于这种空泛的“重叠景色”中?
咱们能够在一定进度上秉承电子和光子这么的微不雅粒子存在不细目性和重叠景色,毕竟它们属于微不雅宇宙的限制,而重叠态亦然微不雅宇宙的特质之一。
但你是否接洽过,微不雅与宏不雅并莫得严格的分界线,多大的粒子当作微不雅,多大的又算宏不雅呢?
这个问题无法一刀切,正如成长中的儿童与成年东说念主之间莫得明确的界线一样,说穿了,从小到大的成长经过是量变到质变的经过,雷同,从微不雅到宏不雅亦然如斯。
这意味着,表面上讲,宏不雅宇宙中也会出现微不雅粒子的“重叠态”,也即是不细方针空泛景色。咱们的每一刻,都充满了无限的可能,但是,因为周围无处不在的不雅察活动,宏不雅宇宙的重叠态会立即塌缩为一个细方针服从。也即是说,在宏不雅宇宙中,咱们无法径直体验到重叠态。
但是,表面上,宏不雅宇宙的改日如实可能是一个充满无限可能的“空泛”景色,而恰是由于东说念主们(包括所有这个词物种)的不雅察活动,这种空泛的空泛景色不息塌缩为惟一的细目景色,即咱们每天所见的现实。
简而言之,咱们手艺面对无数遴荐,这些无穷的遴荐组合组成了空泛的“重叠态”。当咱们作念出遴荐时,重叠态会立即塌缩为一个细方针景色,也即是说,咱们只可有一个遴荐。这就像咱们在领有无数分支的说念路上,每次只可遴荐其中一条。
因此,从某种道理上讲,不仅是微不雅粒子,六合万物可能都领有“重叠态”的特质。
第二,对于时空的不联结性。
历久以来,咱们一直认为物体不错无限细分,直到普朗克长度的发现,让咱们意志到时空不可无限分割,存在一个最小的有道理的长度,也即是普朗克长度。
任何小于普朗克长度的单元都是莫得道理的。手艺雷同不可无限细分,存在最小的手艺单元,即普朗克手艺。
这意味着由手艺和空间组成的时空结构是不联结的。咱们每天体验的手艺荏苒是联结的、平滑的,推行上并非如斯。手艺是进步式前进的,从一个普朗克手艺跳到下一个,仅仅因为普朗克手艺极短,咱们无法直不雅感受到这种终止的进步。
普朗克手艺与空间互相干注,普朗克手艺即是光在真空中穿越一个普朗克长度所需的手艺。
时空的这种不联结性意味着时空结构不是一个平滑的合座,而是由无数不可分割的最小组成部分拼接而成。
以一个常见的例子来线路,普朗克手艺和长度的存在,就像咱们不雅看的电视或电影,影像看似联结平滑,实则否则,它们由一连串固定帧数的相片组成,表面上帧数越高,影像看起来越平滑联结。
例如,若帧数为48,至极于电影宇宙中最小的手艺单元是48分之一秒。如若东说念主眼能在一秒钟内隔离48次,那么本来平滑的电影画面就会酿成一系列静止的相片。而两张相片间的间隙完全是黯澹,至极于咱们时常所说的虚无或空泛景色。这与现实宇宙的两个相邻普朗克手艺间的景色相似,即虚无或空泛,莫得任何道理。
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雷同,咱们所见的物体的联结领略,由于普朗克长度的存在,亦然进步式进行的。至于进步经过中发生了什么,咱们无论若何都无法理会,至少目前尚不可知,因为在这两个相邻的普朗克长度之间是无道理的存在。
第三,对于相对论。
相对论包括狭义相对论和广义相对论,咱们先来探讨狭义相对论。
狭义相对论的一个中枢前提是光速不变,换句话说,光速与其他任何速率的重叠仍是光速。
按照经典物理的速率重叠表面,例如而言,你在一列高速行驶的火车上掀开手电筒,站在大地上的我看到的光速应等于火车速率加光速,服从是卓越光速,这就违背了光速不变的道理,出现了矛盾。
为了废除矛盾,火车上的手艺势必要慢一些,这么才能保证手电筒发出的光速保持恒定不变。
因此,狭义相对论得出了一个论断:速率越快,手艺就越慢。用电影换帧的成见去调理即是,速率越快的物体,“换帧”的速率就越慢。
这意味着,手艺推行上是相对的,每个东说念主感受到的一秒钟推行上是不同的,你的一秒可能至极于我的一年,前提是你的速率填塞快,接近光速。
但是,就个东说念主体验而言,每个东说念主对一秒的感受是疏导的,换句话说,每个东说念主资历的一秒,总的“换帧数”是一致的。
再次以电影中的画面为例。无论是快进如故慢放,电影中的扮装都不会察觉到。假定咱们拍摄电影扮装一秒钟的特定动作,并以平方速率和慢放10倍的速率播放,视频中的扮装只会嗅觉到过了一秒。
在莫得其他参照物的情况下,任何东说念主对一秒的感受都是疏导的,因为这一秒内,“换帧数”是固定的,都是以一秒除以普朗克手艺来计较。
换句话说,不管你乘坐的飞船速率多快,有多接近光速,唯独你不离开飞船,你在飞船上的一世与你在地球上的一世并莫得推行区别,表面上在你的一世中,地球可能也曾已往了几百万年,东说念主类可能也曾走向了极度,但你并不知情,即便知说念,对你来说也莫得太大的道理。为何?
因为你不离开飞船,遥远无法回到地球。表面上,你可能会看到地球手艺快速荏苒,对于你来说,就如同用10倍速率快进电影,但地球上的东说念主并不会感到手艺果然在加快,你也无法躬行体验到地球手艺的“快进”。
而推行上,地球上的每个东说念主其实都生涯在别东说念主的已往或改日,仅仅这个已往或改日相等狭窄,咱们根柢察觉不到。想要体验到这种嗅觉,有两种姿色。
一是以亚光速翱游一段手艺,然后复返地球。二是在刚劲的引力场隔邻待上一段手艺,之后复返地球。
这两种步调都可能导致手艺变慢,当你回到地球时,会发现地球手艺也曾已往了几年、几十年以致更久,至极于你穿越到了地球的改日。
这个深嗜深嗜好多东说念主都显著,而咱们也不错用一种更激进的姿色去调理,那即是我前边提到的“六合换帧”。
两个相邻的普朗克手艺的进步,不错被调理为“六合换帧”,而当你的速率接近光速时,意味着你的一个普朗克手艺比静止物体的普朗克手艺更长,表面上以致不错无限长,意味着你也曾无法进行“六合换帧”了。
而你处于宏不雅上的“量子重叠态”,作为不雅测者,手艺本应跟着“普朗克手艺”无限细分,产生无数平行六合空间,每次“换帧”都应伴跟着平行六合的分裂。但目前,跟着你速率无限接近光速,“六合换帧”罢手了,意味着所有这个词可能性和初始都重叠在消失个时空中,于是就有了弘远的质地!
这亦然为什么速率越快,质地就越大的原因。
不少东说念主心存猜疑:若以光速翱翔,质地无穷大,难说念不应化作黑洞?时空之旅岂非成为泡影,难说念堕入了悖论之境?
但是,现实并非如斯,背后究竟有何玄机?
假定你遐想达到光速,以下两种可能展现咫尺。
其一,你改变为无静质地之物,成为光之波。
其二,你归于“玻色-爱因斯坦凝合态”。
究竟何为这种奇异之态?当物资粒子皆在近乎完全零度之下停滞或都走路动,此时粒子不再具备“量子重叠态”之特质,分裂之风光亦不复见。
早在上个世纪末,好意思国科学家已创造出玻色-爱因斯坦凝合态。在极其接近完全零度的环境中,绝大无数金属原子会集聚于消失量子态。
逸想情况下,若你保持知觉,加快器可将你进步至光速,穿越至改日,而无量子重叠之虑。至于第二种姿色,似乎更为垂手而得。
广义相对论基石为“时空诬陷”,质地与能量皆能塑造时空,质地越大,诬陷之力越强。
依据膜六合表面,六合宛如一派“3D膜”,亦即膜宇宙。繁密膜宇宙共存,物资阻抑于各自之膜,而膜即为六合全貌。膜六合不雅念源自弦表面,此处不赘述。
为何黑洞失却手艺成见?盖因手艺与空间本为一体,可视为某空间进步至他地点致。黑洞可无限蔓延时空结构,以致纵贯他方膜六合。
两膜六合间之距离,大抵至极于“普朗克长度”。黑洞跨越此距,宛如“换帧”,故相对于六合其他旯旮,黑洞内并无手艺流转,不灭不变。亦标明,穿越黑洞,表面上即为穿越至另一六合。
又有疑团,天主是否掷骰子?
以不雅影为喻。银幕上之每一帧画面,不雅之再多遍,皆无二致。
假定有朝一日,东说念主类科妙技将电影每一帧画面变得非固定,而是由计较机模拟上一帧内容,养殖所有这个词可能性,即“量子重叠态”,那么电影下一帧可具备无数可能性。
此时不雅影,唯对已见画面剧情了然于心。若视频为48帧,对于后来48分之一秒内容,咱们一无所知。
回顾电子双缝干预延迟遴荐实验,似标明咱们理会六合下一帧确有无数可能性,即“量子重叠态”,然当咱们不雅测,无数可能瞬即定为惟一信得过,何东说念主幕后操控此选?四十八分之一秒间,何事发生?
让咱们自电影宇宙复返现实,再次心情电子双缝干预实验。
在咱们行将不雅测之际,手艺暂停,即在电子双缝之前那一帧。此刻,不惟电子,六合间可不雅测之物皆处于引发前之“量子重叠态”。
巨乳娘大战僵尸按下“播放键”,电子画面瞬时黑屏,紧接下一帧,咱们目击电子穿过一窄小错误,尔后电子再次处于引发前之“量子重叠态”,恭候无穷可能之“下一帧”。
可调理为,不雅测实为六合自“空泛”分裂至无数“细目”景色之经过。未不雅测时,电子产生干预,乃重叠之粒子在繁密六合中“影子粒子”作用所致。
一朝不雅测,重叠之六合分裂至“细目”景色,粒子各自插手不同六合,当然不现干预风光。
若不不雅测,粒子不久后将复归“空泛”态。
六合大略正如帧帧“量子重叠”之画面,每一帧仅存于一普朗克手艺之当下。
大略,改日本不存在,仅为目前的分裂所至。意味着,东说念主皆仅有已往与目前,未始拥抱改日。或言,因有了目前,故领有无穷可能性,此即改日。
故事至此,大抵明了。
阅毕,好多东说念主或觉“如堕张楷雾中”,实则常有此感,量子力学之不端非一篇随笔所能尽释。逾百年来,无东说念主能自称全解量子力学,故“云里雾里”亦为常态。
若自称“彻悟量子力学”好看的三级片,恰炫夸了对量子力学之无知。当天共享,非欲强加不雅念,而更多基于现存表面,共享个东说念主之念念考,守望带来新意。