让物理学家头疼的五件事?

物理理论的研究过程凡是是如许的:颠末多年的成长和完美 , 一个物理理论终于当作形了 , 它可以很完美地诠释实际 , 然后 , 它却展望出了没人想要的工具 。 爱因斯坦的广义相对论就是一个典型的例子 。 它是我们今朝最好的引力理论 , 可是它却展望出了黑洞的存在——一个引力极强的时空区域 , 任何物质包罗光都无法从中逃离出来 。 即使到了此刻 , 物理学家都还在为黑洞这个概念感应头疼 , 因为关于它 , 有太多棘手的问题期待解决 。 而黑洞并不是独一能让物理学家感应头疼的概念 , 下面我们就再举5个近似如许的例子 。

让物理学家头疼的五件事?

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量子的多重性
实际似乎很是确定 , 对吧?你在这里 , 足球在那边 , 你把足球踢飞 , 它最终会落到不远处 , 这都看起来很正常 。 但在量子力学那边 , 所描述的画面将会是完全分歧的 。
量子力学认为 , 事物在我们测量之前的状况是不确定的 , 它会同时处于多种状况之中 , 直到测量时 , 它的状况才被独一地确定下来 。 例如 , 一件工具可以同时位于分歧的处所 , 只有当我们测量到它时 , 它才会最终逗留在某一个处所 。 就像那只足球 , 若是我们没有检测到它时 , 那么它可以同时处于各个位置上 , 只有当我们检测到它时 , 它才可能确定在操场某处 。
爱因斯坦有点不信这一套 , 他在一次散步中 , 曾标的目的他旁边的学生提问题 , “你是否相信 , 月亮只有在看着它的时辰才真正存在?”爱因斯坦认为 , 事物在测量之前应该也是确定的 , 而量子力学的诠释生怕不准确 。 可是 , 很多物理学同业并不这么认为 , 究竟结果量子力学是有史以来最当作功的科学理论 , 理论与尝试成果极为相符 。 对此 , 美国物理学家戴维·慕尔明总结了年夜大都人的感触感染 。 他说:“闭上嘴 , 去计较!”意思是 , 像爱因斯坦提出这类问题没需要会商 , 只要量子力学管用就行了 。
为了理解量子力学这种看似荒谬的推论 , 物理学家还提出了良多分歧的诠释 。 一个很出名的诠释叫做多宿世界诠释 , 它认为在测量之后 , 每个之前曾存在的量子状况城市继续存鄙人去 , 只不外它们处于平行宿世界中 , 我们只是看不见它们罢了 。 仍是用那只足球来比方 , 当我们看到它时 , 它固然确定在操场上 , 但也可能在别处 , 只是在别处的那只足球在与我们宿世界相平行的另一个宿世界里 。
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时候
关于时候 , 出问题的处所不是来自于物理学 , 而是来自于你 。 你可能会相信 , 时候正不竭地从曩昔流标的目的将来 , 但这其实是你的年夜脑发生的错觉 。 自从20宿世纪初爱因斯坦提出相对论以来 , 物理学中的时候概念已经被表达得很清晰了:时候并不流逝 , 客不雅的曩昔和客不雅的将来也都不存在 。
除了这个矛盾以外 , 相对论和量子力学对描述时候的体例也不不异 。 相对论认为 , 时候与空间慎密相连 , 它们都是相对的概念 。 好比物体活动得越快 , 时候流逝得越慢 。 但量子力学却又回到经典的框架下 , 认为存在一个绝对的时候 。
若何解决这些矛盾呢?年夜大都物理学家的答复可能仍是:“闭上嘴 , 去计较!”然而 , 一些物理学家仍在想法子去解决这些时候问题 。 此中一个不雅点认为 , 我们只需要对曩昔、此刻和将来给出一个更好的物理界说 , 那么很多问题就有可能获得解决了 。 这个不雅点是否准确呢?只有时候才能告诉我们谜底 。

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