如果宇宙是量子化的存在我们的宇宙是否就是一部超级动画呢?

如果宇宙是量子化的存在我们的宇宙是否就是一部超级动画呢?

更新时间:2019-08-05 11:00点击数:文字大小:

  正在量子论被提出以前,正在人类的普通习俗性认知里,广博以为,大自然即是一个连气儿体的存正在,咱们的总共宇宙无时无刻不处于连气儿的演变之中——无论宏观寰宇,88pt88仍旧微观寰宇。而这种对连气儿性的清楚,不止外现正在运动中,还外现正在空间和期间上,以至辐射的能量上。

  早正在光的波粒二象性被外明之前,物理学界就不停存正在两大阵营,针对“光事实是粒子仍旧波”的斟酌不停接续了两个世纪。但更众的物理钻探学者信赖光即是一种波。

  更加托马斯.杨的双缝插手实践,菲涅耳的衍射实践(不停信任“光是粒子”的泊松,偶然间通过圆盘实践功效了菲涅耳的震撼外面,“泊松亮斑”由此而来),麦克斯韦的电磁波外面(以为光即是电磁波,而电磁波充斥于总共空间中;而赫兹于1888年通过实践证明了电磁波的存正在),更是为光的震撼外面奠定并坚实了根柢。

  至此,人们加倍信任,光即是连气儿的波;也如故信赖着“大自然即是一个连气儿体的存正在”。

  然而,科学是正在继续的探究和展现中行进的。意即,科学正在行进的道道上,宛如闯闭卡普通,即是正在继续地倾覆旧有的物理认知编制,重筑新的科学外面框架后,才力无间行进。

  光的震撼说,跟着期间的向前推移,以及物理学家们正在探究道道上的继续新展现,逐步地,被“三座大山”压的齐全变了形。正在这“三座大山”眼前,光的震撼外面风雨飘摇。它们即是:黑体辐射,光电效应,以及原子光谱。

  黑体辐射实践,实践结果与外面值之间却存正在着很大区别。依据电磁波外面推导出的公式,应当与实践弧线齐全吻合才对,真相却不尽然。譬喻,维恩公式,只与电磁波的短波局限相吻合,却不对用于长波局限;而瑞利-金斯公式,却只合用于电磁波的长波局限,而无法与短波局限相吻合。这又是为什么呢?

  光电效应实践,更是与电磁波外面存正在诸众区别。譬喻:电子被光引发出来,并非与光的强度相闭,而是与光的频率相闭;电子被光引发出来的期间,远远小于按电磁波外面揣测出来的期间(真相相差6个数目级);被光引发出来的电子动能,实则与光的频率相闭,而非与按电磁波外面推出的光强度相闭。实质实践形象与电磁波外面的预测这样天差地别,这又是为什么呢?

  原子特点光谱实践,对光的震撼外面更是致命一击。即使说光的震撼外面还能正在黑体辐射和光电效应实践中,勉力维护住原有现象的话,那么原子特点光谱实践对它的离间,让它彻底遗失了维护住原有现象的才略。依据电磁波外面,原子特点光谱应当显示出连气儿的谱线图,而真相显示出来的却是一条条离散的谱线。这又是为什么呢?除非电子正在能级的跃迁中摄取或开释的能量不是连气儿的才力注解的通啊。

  离间光的震撼学说的“三座大山”,曾经将光的震撼外面压的齐全变了形,更是将物理学界那些保持“光的震撼外面”的钻探学者们压得喘不外气。光事实是波仍旧粒子呢?探究科学,探究宇宙,水木长龙与您无间咱们的探究之旅。

  1900年,普朗克提出一个惊人外面:电磁辐射的能量并不是连气儿的,而是一份一份向外辐射的,并指出电磁波辐射能量最小单位为E=hν(E为能量,h是普朗克常数:6.626×10^-34焦•秒,ν为频率),界说为“能量量子”。电磁波只可以“能量量子”的整数倍向外辐射,即hν,2hν,3hν,4hν,5hν……

  爱因斯坦借助普朗克的“能量量子”假说,圆满治理了光电效应题目,并将光子的能量公式E=hν与本人的质能方程E=mc^2联结起来,将光的震撼性和粒子性团结了起来——即现正在有目共睹的光的波粒二象性。

  真相是,光正在宏观上显示出波的特质,正在微观上显示出粒子的特质。即使非要问光事实是不是连气儿的,归根结底,光是以“光量子”的形式非连气儿宣称的。

  一朝能量被量子化,运动、期间、空间,也就被量子化了。由于依据爱因斯坦的相对论,咱们所正在的是四维时空,期间和空间是一个团结体,脱节期间议论空间,或者脱节空间议论期间,都将变得毫无道理;而物质与时空又是一个团结体,没有不存正在物质的时空,也没有不存正在时空的物质,脱节时空道物质,或脱节物质道时空,同样会变得毫无道理;有物质,就有运动(无论是宏观上的运动(物体的百般运动),仍旧微观上的运动(分子原子等的振动)),有运动也就离不开能量。于是,期间,空间,运动,能量,四者都被团结了起来。既然能量能被量子化,同样的,期间(普朗克期间:10^-43秒)、空间(普朗克长度:1.6×10^-35米)、运动都可能被量子化。换句话也即是,宇宙万物都不是连气儿的存正在,而都是量子化的存正在。

  既然期间和空间以及万物的运动,都不是连气儿的存正在,为什么咱们觉得不到它们的间断变更呢?

  来历可能思虑一下动画的创制和播放。创制动画时,将人物的一共作为都漫衍正在一帧帧(正由于不是连气儿的帧,于是可能插帧,删帧,选拔闭头帧等)上,即使只对单唯一帧观望时,人物都是静止的,但即使将漫衍正在一共帧上的人物作为连贯起来急速播放观望时,人物动态的勾当情况就会灵敏地涌现出来。

  依据动画的创制和播放道理,咱们可能进一步思虑一下:咱们活命的实际寰宇,是否就像漫衍正在一帧帧上的动画一律,之于是看起来具有这样的连气儿性(或连贯性),是由于宇宙万物就像曾经按下播放按钮的动画一律,都正在无间地向前演变开展,从未勾留过。只是,是谁按下了咱们宇宙的“播放”按钮呢?是否有“暂停”或“勾留”按钮的存正在呢?

  为了外明咱们的推度,也为了外明总共宇宙恐怕都是量子化的存正在,可以咱们进一步考虑一下咱们的推理。

  依据爱因斯坦狭义相对论,期间的厘革与相对速率相闭,越挨近光速,相对期间就会变得越慢,等于光速,期间静止,超越光速,外面上期间会闪现倒流。

  依据爱因斯坦广义相对论,时空可能被扭曲变形。时空的扭曲与质料相闭,质料越大,引力就越大,引力越大,期间流速会变得越慢,空间曲率会变得越大。也即是说,期间和空间城市受到质料的影响而厘革原先的状况。

  咱们再回到动画进步行比照考虑。动画里的每一帧对应的期间,可能算作是量子期间,一帧帧可能视为漫衍正在期间上的一个个量子空间。空间的扭曲变形,相当于将动画里的帧举行调位或编削;期间的厘革,相当于动画的播放速率,即帧频。动画里的暂停,相当于通过相对论的技巧让期间当前静止(或到达光速,或质料足够大);动画的倒播放,相当于相对论里的超光速或超大质料使时空闪现反演扭曲;动画的勾留,相当于总共宇宙的落幕;动画的播放,相当于总共宇宙的重启。

  看来,即使将咱们的实际寰宇——将咱们的总共宇宙比喻成动画播放的话,利用爱因斯坦的相对论,可能圆满地注解成亲,同时,也可能圆满地印证出宇宙万物的量子化。

  即使咱们的宇宙是量子化的,那么是否有恐怕,咱们的宇宙即是一部正正在播放的超等动画呢?


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