量子理论提出一个令人深思的观点:我们所认知的现实可能并非绝对存在。在量子的尺度上,事物的存在似乎依赖于观察者的观察。这与一个古老的哲学问题相呼应:如果森林中的树木倒下而无人目睹,它是否会发出声响?量子物理学者可能会回答,在树木被观察到之前,它和声音一样,都处于一种不确定的状态。这是因为实验反复证明,微观粒子的行为似乎完全取决于是否有观察者。只有当它们被观察时,所谓的波函数才会坍缩,从而确定其状态。

在量子领域,我们只能预测一个物体出现在某地的概率,而非确切位置。这个概念曾让爱因斯坦感到困惑,他曾质疑:如果月亮在我不看它时就不存在,那么量子理论未免太过神秘。但随后的实验证实了量子理论的非直观性。爱因斯坦本人也不得不承认:上帝确实在掷骰子。按照牛顿和爱因斯坦的传统观念,从飞机到汽车,从网球到鹅卵石,甚至一粒尘埃,它们的未来状态似乎都能通过已知的物理定律来预测。但量子力学无情地打破了这种确定性,物理学家们发现,当我们试图同时测量粒子的位置和动量,或者其它成对的物理属性时,我们无法得到一个精确的答案。更准确地说,我们可以知道这些属性中的一个,但它们的乘积不能小于一个基本的量,这个量与普朗克常数有关。因此,我们只能以概率的形式来描述微观粒子在某一时刻的位置,物理学的精确性在量子层面上荡然无存。

尽管如此,并非所有科学家都接受微观粒子的不可预测性。量子力学中存在一个隐变量的概念,意味着在量子世界中可能还隐藏着一些我们尚未发现的规律,这些规律的缺失可能是我们无法预测微观粒子运动的原因。目前,不确定性主要出现在亚原子层面,而在宏观世界,包括天文学家观测的宇宙中,物理定律仍然显示出极高的精确性。无论是牛顿的万有引力定律还是爱因斯坦的广义相对论,都能用来预测天体的运动。

然而,如果大爆炸理论正确,宇宙始于138.2亿年前的一次爆炸,时空、物质以及所有物理定律都在那一刻诞生。但今天,人类文明却面临着两套解释宇宙的理论:微观的量子力学和宏观的广义相对论,而它们之间尚未实现统一。量子力学认为引力可能源自于一种尚未发现的粒子——引力子,而广义相对论则将引力视为时空的扭曲。在引力子尚未被发现的今天,广义相对论在描述引力方面无疑是成功的。但这也意味着物理学家们目前只能将强力、弱力和电磁力统一到一个理论中,对于引力则无能为力。爱因斯坦曾梦想的大统一理论至今未能实现。

总的来说,无论是相对论还是量子力学,它们都不可能是宇宙的终极解释。随着未来更高能级的对撞机的建成,我们或许能在微观世界中发现新的粒子和现象,这可能有助于我们找到统一微观和宏观的理论。

 

 


友情提示

本站部分转载文章,皆来自互联网,仅供参考及分享,并不用于任何商业用途;版权归原作者所有,如涉及作品内容、版权和其他问题,请与本网联系,我们将在第一时间删除内容!

联系邮箱:1042463605@qq.com