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量子力學認為世界不是真實的,人類的觀察會產生不同的結果嗎?

2024-03-05科學

有一個關於森林裏的樹的古老哲學問題。如果它掉下來而沒有人看到,會有聲音嗎?

如果你問量子物理學家這個問題,他們很可能會說,在看樹之前,它不存在,所以聲音也不存在,因為很多實驗表明,微觀粒子的行為取決於它的存在對於觀察者來說,波函式的塌縮僅發生在觀察到的時間。

也就是說,在量子世界裏,我們只能確定某物出現在一個地方或另一個地方的機率,但無法確定具體位置。這個想法也困擾著愛因史坦,他認為:如果我不看月亮時它就不存在,那麽量子力學就太神秘了。

然而,後來的實驗證明量子力學是反直覺的。用愛因史坦的話來說:上帝在擲骰子。按照牛頓和愛因史坦的說法,無論是一架飛機還是一輛汽車,一個網球,一塊卵石還是灰塵,一切都可以透過物理定律來預測。雖然我們知道宇宙中每個粒子的位置和速度,但我們可以根據物理定律預測或觀察宇宙在任何給定時間的狀態。

物理學家發現,如果我們嘗試測量粒子的位置和速度、粒子的能量和壽命、兩個相反方向的自旋、粒子的角度位置和速度,我們會看到:我們沒有得到確切的解決方案。事實上,我們可以同時知道這兩個內容,但是這些內容的乘積一定不能小於基本值,該值對應於普朗克常數。這樣我們就只能用勢來描述微小粒子的運動了。無論何時存在某個時刻,量子力學中心的整個物理真理都將不復存在,只留下一團機率雲。

然而,即使在今天,也不是所有科學家都相信微觀粒子是無法預測的。例如,量子力學中隱藏著守恒變量的概念,這意味著在量子領域中存在著某些我們沒有見過的規律。正是由於這些定律的缺失,我們無法預測微觀粒子的運動。

然而,就目前情況而言,不確定性僅存在於亞原子粒子層面。在我們所接觸到的整個宏觀世界,甚至天文學家能看到的宇宙中,物理定律仍然成立,無論牛頓的萬有重力還是愛因史坦的廣義相對論,都可以用來預測運動天空中的物體。

不過,這種情況很奇怪,因為如果大霹靂理論成立的話,宇宙就是在138.2億年前的一次爆炸中誕生的。時空、物質以及一切物理定律都是在此時誕生的。但今天的人類文明同時擁有兩種解釋宇宙的理論。一種是側重於微觀的量子力學,另一種是側重於宏觀的廣義相對論。最重要的是,他們無法團結起來。

比如,量子力學認為重力是由重力子交換引起的,而廣義相對論則認為重力是由時空扭曲引起的。今天,如果科學家還沒有發現重力子,廣義相對論在重力問題上無疑是有效的,但也確實如此,因此,今天的物理學家無法將強電磁力和弱電磁力統一在一個理論中,更無法幫助地球重力。。愛因史坦的大一統理論還沒有實作。

無論是相對論還是量子力學,它們肯定都不是宇宙的終極理論。也許未來,隨著更強大碰撞的出現,我們可以在微觀世界中看到新的粒子和現象,就像前面提到的那樣。理論。