地球是一顆美麗的藍色星球,,在地球上生活著很多生物,,有海洋生物、有陸地生物,、有兩棲生物和微生物等等,,在眾多生物中,人類是地球上最有智慧的生命,,人類從誕生以后就開始不斷的探索世界的奧秘,,經(jīng)過幾千年的科技發(fā)展,現(xiàn)在人類已經(jīng)能夠走出地球探索宇宙,,這說明人類科技發(fā)展的速度還是非??斓模斎祟愖叱龅厍蚩吹接钪嬷?,人類才知道,,地球并不是唯一的世界,在地球外面還有很多天體,,像恒星,、彗星、小行星,、中子星,、白矮星等等這些都是宇宙大爆炸之后產(chǎn)生的,我們的地球就是太陽系中的一顆行星,,不過地球這顆行星和其它行星最大的區(qū)別在于地球誕生了生命,。 生命的出現(xiàn)給地球這顆行星增添了很多色彩,尤其是人類出現(xiàn)以后,,解開了地球上很多的奧秘,,人類文明從誕生到現(xiàn)在只有幾千年的時間,在這短短的幾千年內(nèi),,人類能夠站到地球食物鏈的頂端,,這說明人類的科技進步很快,,不過人類之所以能夠有如此之快的科技發(fā)展,只要還是要感謝偉大的科學家,,在人類發(fā)展的道路上出現(xiàn)了很多偉大的科學家,,比如說牛頓、愛因斯坦,、哥白尼,、伽利略等等,,這些偉大的科學家給人類科技發(fā)展起到了重要的作用,,如果說牛頓出現(xiàn)以后給人類打開了宇宙的大門,讓人類對天體運行的基本規(guī)律有了一定的了解,,那么愛因斯坦出現(xiàn)以后就給人類探索宇宙指明了方向,。 牛頓和愛因斯坦是科學界最偉大的兩位物理學家,如果沒有這兩位科學家,,人類文明可能要倒退幾百年,,在19世紀的時候,眾多科學家一起創(chuàng)立了量子力學,,量子力學是由普朗克,、玻爾、海森堡,、薛定諤,、費米、愛因斯坦等人一起創(chuàng)立的,,那么為什么要創(chuàng)立量子力學呢,?在創(chuàng)立量子力學之前,人類一直認為經(jīng)典物理學已經(jīng)能夠解釋世界上很多的問題了,,比如說在低于光速下,,牛頓的定律能夠精準的解決所有機械運動的問題,電磁現(xiàn)象的規(guī)律被總結(jié)為麥克斯韋方程,,光的現(xiàn)象能夠被波動理論完美的解釋,,熱現(xiàn)象能夠被熱力學和統(tǒng)計物理學所解釋,看上去世界上的所有問題都已經(jīng)被人類解開了,。 就在這個時候,,科學家突然發(fā)現(xiàn),經(jīng)典物理學只能夠解釋宏觀世界的問題,,如果進入微觀世界,,那么經(jīng)典物理學就失效了。為了解決微觀世界的奧秘,,所以眾多科學家一起創(chuàng)立了量子力學,,到現(xiàn)在為止,,量子力學和相對論被稱為是20世紀 物理學的兩大支柱,基于量子力學的應(yīng)用是非常多的,,比如說整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),,基本上都是利用量子力學的基礎(chǔ),如果沒有量子力學,,那么就不會有芯片,、計算機等其它各種電子產(chǎn)品,可以說人類能夠進入信息化時代,,主要還是依靠量子力學,。 量子力學的出現(xiàn)給人類帶來了希望,因為它讓人類對微觀世界有了一定的認知,,微觀世界并不像我們的宏觀世界一樣,,能夠直觀的看到,在人類沒有發(fā)明顯微鏡之前,,人類并不知道微觀世界是什么樣子的,,顯微鏡出現(xiàn)后,世界被放大了很多倍,,這時候一個神奇的微觀世界就出現(xiàn)在了人類的眼前,,其實微觀世界才是真實的世界,因為我們的世界都是由無數(shù)個原子組成的,,我們平行所看到的桌子,、凳子、大海,、山峰都是有一個一個微小的原子所組成,,微觀世界是一切事物的本質(zhì),想要知道世界是怎么來的,?就必須進入微觀世界去探索,,雖然量子力學對于人類的貢獻很大,但是量子力學也讓很多人感到害怕,。 因為在量子力學中,,存在很多不確定性原理,不確定性原理其實是量子力學中的一個物理定律,,但是由于不確定性原理和我們平時的認知有些悖論,,所以很多人都無法理解,就連愛因斯坦這樣偉大的科學家都無法認同它,,在經(jīng)典力學中,,任何事物做出選擇,那么就必然會得到一個結(jié)果,,比如說我們手里拿著一個蘋果,,當我們松開手的時候,,這個蘋果就會掉在地下,而這是必然的結(jié)果,,簡單來說經(jīng)典力學就相當于1+1=2,,這時無法改變的事實,而量子力學中卻存在很多我們無法預(yù)測的結(jié)果,。 比如說位置和速度就是一對共軛量,,當我們測量位置時,測量的越準確,,對其速度的干擾就越嚴重,,結(jié)果速度就越不準確,如果我們測量的粒子速度越準確,,那么粒子的位置就越不準確,,反過來也是成立的,,簡單來說就是我們不可能同時準確的知道粒子的速度和位置,,這就是量子力學的不確定性原理,按照量子力學的原理,,我們的宇宙中所有的粒子都是具有量子性,,我們這個確定的世界是建立在不確定性之上的,在宏觀世界中,,我們能夠同時測量汽車的速度和位置,,是因為發(fā)射出現(xiàn)光子對汽車的擾動可以忽略不計,而在微觀世界光子對粒子的干擾確實顯著的,。 在量子力學中有很多經(jīng)典的實驗,,比如說雙縫干涉實驗、薛定諤的貓,,量子糾纏等等,,量子世界的這種不確定性實際上也會出現(xiàn)在宏觀世界中,因為宏觀世界的一切都是由微觀粒子組成的,,而宏觀和微觀本來就是一體的,,并沒有明顯的分界線,只不過宏觀世界的不確定性不太明顯,,而且波動性可以忽略不計,,所以我們很難在宏觀世界中感受到,量子力學告訴我們,,我們所看到的有時候并不是真的,,因為量子疊加態(tài)的緣故,所以結(jié)果可能也是不確定的,,所謂疊加態(tài)就是把不同的狀態(tài)疊加在一起,,包括在宏觀世界相互矛盾的狀態(tài),。 比如說一個粒子在不觀測它時,它的狀態(tài)是無法確定的,,它即處于向左旋轉(zhuǎn),,又同時向右旋轉(zhuǎn),這在宏觀世界中是不可能的,,畢竟這是違反常識的,,但是在微觀世界中,確實存在這種情況,,這就類似于薛定諤的貓,,這只貓既是活的也是死的,為此還有很多人根據(jù)疊加態(tài)衍生出了平行宇宙,,他們認為,,原本事情的結(jié)果其中一種,但是當我們不去觀察它的時候,,平行宇宙就會疊加在我們的宇宙中,,所以事情的結(jié)果就會存在疊加態(tài),如果我們直接觀測事情的結(jié)果,,那么平行宇宙的疊加態(tài)就會消失,,這時候我們就只能夠看到一種結(jié)果。 關(guān)于量子狀態(tài)的確定,,在科學界一直爭論不休,,就像兩個糾纏的粒子,它們各自的狀態(tài)是什么時候被確定的,?一個觀點認為它們在產(chǎn)生的時候就已經(jīng)被確定了,,這是愛因斯坦的觀點,它認為兩個糾纏狀態(tài)的粒子,,就像一雙鞋子一樣,,一個是右腳,另一個肯定是左腳,,不過另一個哥本哈根大學學派的觀點認為,,只有在觀測它的時候,造成波函數(shù)塌縮時候才確定的,,在沒有觀測它之前,,它就處于疊加狀態(tài),或者說沒有確定的狀態(tài),,只有觀測它后才會確定它的狀態(tài),。為了證明這兩派的觀點到底誰是對的,最終科學家利用貝爾不等式給出了答案。 愛因斯坦和玻爾的爭論可以理解為出生確定和觀測確定,,在貝爾對量子糾纏進行更深入的分析之后得出,,測量結(jié)果取決于每一半內(nèi)隱藏變量的假設(shè),局部隱變量模型可以重現(xiàn)量子力學的預(yù)測,,但之后他證明這不能普遍成立,,于是被稱為貝爾公式,貝爾證明了定域性和隱變量不相容,,如果一個因變量定律是對的,,那么一定會出現(xiàn)一個滿足物理現(xiàn)象,一個會限制物理現(xiàn)象,,最終貝爾不等式證明了量子力學中的不可觀測性,,正因為如此,所以很多人對量子力學感到非常害怕,。雖然量子力學對于現(xiàn)代人類科技發(fā)展來說意義很大,,但是量子力學也并不是完全正確的。 因為量子力學無法解釋引力的存在,,引力是屬于相對論中的一種基本作用力,,在我們的世界中,存在四種基本作用力,,它們分別是強相互作用力,、弱相互作用力、電磁作用力,、引力,強三種作用力都屬于量子力學的范圍,,但是引力也屬于相對論的部分,,如果用量子力學來解釋引力,根本無法解釋清楚,,但是如果用相對論來解釋前三種作用力,,也沒有辦法解釋清楚,這說明量子力學和相對論都存在一定的漏洞,,否則不可能出現(xiàn)這種情況,,按理來說,我們的世界是一體的,,所用的物理定律都是一樣的,,既然如此,那么應(yīng)該有一套完全的理論來解釋世界萬物的奧秘,。 既然目前相對論和量子力學無法融合在一起,,那么說明在這個世界上還有很多神秘的東西是科學家沒有找到的,直到現(xiàn)在還有很多人無法相信量子力學是正確的,因為在很多人的認知當中,,科學就應(yīng)該是嚴謹?shù)?、確定的、而愛因斯坦就是這種想法的代表人物,,不過量子力學認為,,所有的事物都能夠在同一時間擁有不同的狀態(tài),事情的結(jié)果會在被觀測的一瞬間塌縮成所謂的事實,,而出現(xiàn)的事實是完全隨機的,,但事實的概率需要看哪種成分疊加態(tài)中所占的比例更多,在很多人看來,,這顯然違背了物理學的嚴謹,,以至于愛因斯坦說出了那句著名的話:上帝不擲骰子。 不過事實證明,,量子力學是正確的,,經(jīng)過數(shù)百年的研究,量子力學已經(jīng)從開始的茅草屋變成了現(xiàn)在的高樓,,很多人認為,,量子力學之所以神秘是因為在微觀世界中存在很多我們不知道的奧秘,其實并不是在微觀世界,,而是在我們的世界中存在很多我們不知道的奧秘,,畢竟微觀世界也是我們世界的一部分,縱覽量子力學一百多年的歷史,,其實就是物理學顛覆重建的過程,,曾經(jīng)那些被稱為是經(jīng)典的理論被拉下神壇,而那些曾經(jīng)被人類懷疑的理論變成了真理,,其實這才是科學的魅力,,科學就是在不斷的推翻和更新,從一開始的地心說,,到后來的日心說,,雖然哥白尼的日心說最終推翻了地心說。 但是日心說也并不完全正確,,地球是圍繞太陽轉(zhuǎn)動,,但是宇宙的中心并不一定是太陽,直到現(xiàn)在我們都不知道宇宙的中心在哪里,,從牛頓的經(jīng)典力學,,到愛因斯坦的相對論,誰能夠想到牛頓當時被稱為是神一樣的人,,他的理論也是存在缺陷的,,雖然目前為止,相對論和量子力學已經(jīng)成為了科學界的兩大支柱,但是誰又敢說量子力學和相對論是絕對正確的,?說不定再過幾十年或者幾百年,,人類歷史上又會出現(xiàn)一位偉大的科學家,這位偉大的科學家會用新的理論推翻相對論和量子力學,,這也是有可能的,。 畢竟我們所了解的世界其實是片面的,就像我們看不到宇宙的全貌一樣,,目前人類能夠觀測到的宇宙直徑達到了930億光年,,這個范圍并不是宇宙的全部范圍,宇宙或許比我們想象的還要大,,不過宇宙到底有多大,?目前科學家也不是很清楚,我們對宇宙的了解只不過是冰山一角,,宇宙中到底隱藏了多少秘密,?現(xiàn)在科學家也在積極的研究和探索當中。 |
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