宇宙的終極思考

“量子理論的成果很多，但它很難讓我們接近撒旦的秘密,，無論如何,，我確信他不會(huì)與宇宙擲骰子?！?/span>

這是愛因斯坦在20世紀(jì)給當(dāng)時(shí)的量子力學(xué)之父之一,，馬克思·伯恩的一封信。

信中的這句話不僅表明了愛因斯坦當(dāng)時(shí)對(duì)量子力學(xué)的看法,，同時(shí)還表露出了自己關(guān)于宗教,、哲學(xué)、宇宙,、科學(xué)的思考,。

回到現(xiàn)實(shí)中，不管是科學(xué)家還是天文學(xué)家,，人們對(duì)于宇宙的思考從來沒有停止過,，即使是沒有專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備的普通人也會(huì)在仰望星空的時(shí)候不禁思考宇宙背后的秘密。

愛因斯坦作為現(xiàn)代物理學(xué)的奠基人,，同時(shí)也是量子物理學(xué)中有著重要影響力的人物,。

盡管愛因斯坦在早年間對(duì)量子力學(xué)嗤之以鼻，但隨著對(duì)宇宙研究的深入,，愛因斯坦也不得不折服于宇宙的偉大,。

在牛頓時(shí)代，人們對(duì)宇宙的理解是絕對(duì)且靜止的,，但愛因斯坦集百家之長(zhǎng)最終從理論中突破了牛頓對(duì)宇宙的理解,，從而在基礎(chǔ)數(shù)學(xué)中進(jìn)行了重大簡(jiǎn)化。

如今我們都知道他的相對(duì)論,，空間與時(shí)間的相對(duì)關(guān)系,，并且共同構(gòu)成了彎曲、扭曲的時(shí)空結(jié)構(gòu),。

這種打破常規(guī)思考局限的方式讓其他人更仔細(xì)地檢查了宇宙的對(duì)稱性,，時(shí)空的這種變化最終帶來的則是進(jìn)一步觀察，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了正在膨脹的宇宙,。

自然描述中的對(duì)稱性或許是科學(xué)家一直想要解決的問題之一,。

在牛頓物理學(xué)中，這種對(duì)稱性通常有著絕對(duì)性,，三個(gè)空間中的位置變化,，仍然可以進(jìn)行記錄。

絕對(duì)空間中的對(duì)稱研究被科學(xué)家稱作“伽利略變換”，但這并不是自然界中真正的對(duì)稱性,。

反而是愛因斯坦對(duì)時(shí)空的解釋才讓人們意識(shí)到時(shí)空坐標(biāo)系中真正的運(yùn)動(dòng)變化,。

后來閔可夫斯基進(jìn)一步完善了愛因斯坦的相對(duì)論，并改進(jìn)了時(shí)空的對(duì)稱性,。

隨后,，則是暗能量的出現(xiàn)和加入，因?yàn)殡S著人們對(duì)宇宙認(rèn)知的不斷加深,，越來越多不可思議的現(xiàn)象開始出現(xiàn)在物理理論中,。

傳統(tǒng)物理到了這一時(shí)期已經(jīng)很難解決宇宙物理中的問題。

現(xiàn)代物理發(fā)展的頂峰

愛因斯坦是第一個(gè)將他的空間和時(shí)間可塑性思想應(yīng)用于整個(gè)宇宙的人,。

1919年他設(shè)計(jì)了一個(gè)模型,，一個(gè)靜態(tài)的、球形的,、完美對(duì)稱的宇宙出現(xiàn)了,，并且宇宙中的物質(zhì)均勻分布在各處。

但即使是愛因斯坦當(dāng)年用數(shù)學(xué)公式描述宇宙時(shí),，為了使自己的宇宙時(shí)空更合理,，從而添加了“宇宙常數(shù)”。

但事實(shí)證明,，被額外添加的宇宙常數(shù)只是從數(shù)學(xué)中看起來更加規(guī)范合理,，但是在真實(shí)觀察到的宇宙模型中并不有效。

因?yàn)?/span>宇宙在膨脹,，而且變化很快,，但科學(xué)家們也無法解釋究竟是何種力量導(dǎo)致了宇宙一直這么膨脹下去。

因而為了解釋這一現(xiàn)象,，科學(xué)家也不得不用“暗能量”這樣模糊的詞匯來解釋宇宙,。

不過后來物理界中又出現(xiàn)了一種新的理論,，量子力學(xué)，如同當(dāng)初的相對(duì)論一般,，量子力學(xué)在早期的理論雛形中也被愛因斯坦視作異類,。

不過愛因斯坦很快便意識(shí)到量子力學(xué)有自身存在的合理性,，熱衷于完美和對(duì)稱的愛因斯坦很快也接受了這樣一種新興的理論。

對(duì)于量子力學(xué)來講,，一個(gè)最基本的原則便是“海森堡不確定性原理”,。

它意味著不能同時(shí)測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量，對(duì)于觀察者而言,，自然元素具有隨機(jī)性,，并且無法被真正地觀察到。

愛因斯坦后來對(duì)量子力學(xué)的看法則引出了他最著名的那句話:“上帝不擲骰子”。

他認(rèn)為這種理論不是對(duì)信仰或命運(yùn)的表達(dá),，而是對(duì)數(shù)學(xué)有著更嚴(yán)格的要求,。

不能確定地測(cè)量粒子的特性似乎是不對(duì)的，但是他相信有一個(gè)潛在的物理定律可以讓我們這樣做,。

直到今天,，雖然科學(xué)界已經(jīng)知道量子力學(xué)不僅真實(shí)存在，并且是有效的,，例如晶體管,、核磁共振成像等實(shí)際應(yīng)用中。

但目前科學(xué)家并不知道如何將它與物理學(xué)的其他部分結(jié)合起來,。

在量子力學(xué)逐漸興起的年代,，愛因斯坦最終帶著他的思考和想法去往了他心中的“上帝”所在之處。

盡管愛因斯坦去世后給物理學(xué)界帶來了重大損失,，但他的著作仍然影響了后來的物理學(xué)家,，其中就包括我國著名物理理論家，楊振寧教授,。

宇宙的終極疑問

楊振寧從小就在數(shù)學(xué)上表露出了足夠的天賦,，并且通過自己的學(xué)習(xí)最后進(jìn)修復(fù)雜高深的場(chǎng)論、愛因斯坦方程以及粒子物理方面的研究,。

同樣也是出于對(duì)數(shù)學(xué)優(yōu)美表達(dá)的宇宙的熱愛,，楊振寧學(xué)習(xí)了許多愛因斯坦留下來的理論知識(shí)。

后來在粒子物理學(xué)中與李政道一同發(fā)表了弱相互作用中宇稱對(duì)稱不守恒,。

簡(jiǎn)單來講,，這種不守恒在量子物理中存在，并且如同鏡子里的鏡像一般,，基本粒子的所有基本相互作用都有相對(duì)應(yīng)的“手性”,，但它的弱相互作用卻不對(duì)稱。

場(chǎng)論和群論在量子力學(xué)中被進(jìn)一步闡述,，科學(xué)家們開始逐漸了解宇宙的面貌應(yīng)該是怎樣的,。

然而隨著對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步加深，現(xiàn)代物理理論不斷完善的背后,，科學(xué)家們卻又開始迷茫起來,。

尤其是在量子力學(xué)和弦理論中，兩種不同的理論框架帶來了激烈的碰撞,，如何解決宇宙的終極問題,，即大一統(tǒng)理論則成為了當(dāng)今物理界最想得到的答案。

現(xiàn)代物理學(xué)中所依賴的有兩種理論,，即廣義相對(duì)論和量子力學(xué),。

廣義相對(duì)論負(fù)責(zé)引力的理論框架構(gòu)建,，量子力學(xué)則在更加微觀的世界中幫助科學(xué)家理解宇宙的三種非引力。

我們的宇宙究竟是什么?它的起源,，宇宙所有的物理法則,、規(guī)律是誰安排的?

進(jìn)入21世紀(jì)后,，量子力學(xué)的不斷深入才讓科學(xué)家們逐漸明白,，愛因斯坦以及楊振寧可能是對(duì)的。

暗能量的發(fā)現(xiàn)讓科學(xué)家們明白宇宙的膨脹幾乎是不可逆的,，時(shí)空?qǐng)稣撟罱K打破了旋轉(zhuǎn)不變性,，人們開始理解這種不完美的現(xiàn)象,。

大一統(tǒng)理論的猜想讓科學(xué)家將物理學(xué)中的這種數(shù)學(xué)表達(dá)更多的以哲學(xué)思考的方式帶給眾人,。

最終,，整個(gè)物理學(xué)界似乎又回到了上帝與宇宙起源的論述中,。

但事實(shí)上,，科學(xué)在今天的發(fā)展并沒有將宇宙推向神學(xué)的方向，而是以一種哲理性的眼光從已知的規(guī)律中摸索宇宙,，盡管我們對(duì)這種規(guī)律的理解很模糊,。

如今大爆炸理論仍然是主流科學(xué)界所接受的一個(gè)觀點(diǎn)，要想了解宇宙的前世今生,，就必須了解在這之前發(fā)生了什么,，以后未來會(huì)發(fā)生什么。

因此物理學(xué)界才發(fā)展出來如此豐富的研究理論,，要想了解宇宙如何運(yùn)作,，就必須通過現(xiàn)有的物理定律進(jìn)行觀察,。

如今科學(xué)家也在通過新的理論來尋求不同的解答,，但不管怎么講,，科學(xué)終究不是宗教,。

它比宗教更具有精神性,，因?yàn)榭茖W(xué)能讓我們更好地了解宇宙。

正是出于這種理解和學(xué)習(xí),，人們才不禁將一種擬人化的形象附著在宇宙身上,。

或許正是這種形而上學(xué)的感覺才讓人們對(duì)宇宙感到敬佩,，從而發(fā)現(xiàn)人的渺小。