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量子力学认为世界不是真实的,人类的观察会产生不同的结果吗?

2024-03-05科学

有一个关于森林里的树的古老哲学问题。如果它掉下来而没有人看到,会有声音吗?

如果你问量子物理学家这个问题,他们很可能会说,在看树之前,它不存在,所以声音也不存在,因为很多实验表明,微观粒子的行为取决于它的存在对于观察者来说,波函数的塌缩仅发生在观察到的时间。

也就是说,在量子世界里,我们只能确定某物出现在一个地方或另一个地方的概率,但无法确定具体位置。这个想法也困扰着爱因斯坦,他认为:如果我不看月亮时它就不存在,那么量子力学就太神秘了。

然而,后来的实验证明量子力学是反直觉的。用爱因斯坦的话来说:上帝在掷骰子。按照牛顿和爱因斯坦的说法,无论是一架飞机还是一辆汽车,一个网球,一块卵石还是灰尘,一切都可以通过物理定律来预测。虽然我们知道宇宙中每个粒子的位置和速度,但我们可以根据物理定律预测或观察宇宙在任何给定时间的状态。

物理学家发现,如果我们尝试测量粒子的位置和速度、粒子的能量和寿命、两个相反方向的自旋、粒子的角度位置和速度,我们会看到:我们没有得到确切的解决方案。事实上,我们可以同时知道这两个属性,但是这些属性的乘积一定不能小于基本值,该值对应于普朗克常数。这样我们就只能用势来描述微小粒子的运动了。无论何时存在某个时刻,量子力学中心的整个物理真理都将不复存在,只留下一团概率云。

然而,即使在今天,也不是所有科学家都相信微观粒子是无法预测的。例如,量子力学中隐藏着守恒变量的概念,这意味着在量子领域中存在着某些我们没有见过的规律。正是由于这些定律的缺失,我们无法预测微观粒子的运动。

然而,就目前情况而言,不确定性仅存在于亚原子粒子层面。在我们所接触到的整个宏观世界,甚至天文学家能看到的宇宙中,物理定律仍然成立,无论牛顿的万有引力还是爱因斯坦的广义相对论,都可以用来预测运动天空中的物体。

不过,这种情况很奇怪,因为如果大爆炸理论成立的话,宇宙就是在138.2亿年前的一次爆炸中诞生的。时空、物质以及一切物理定律都是在此时诞生的。但今天的人类文明同时拥有两种解释宇宙的理论。一种是侧重于微观的量子力学,另一种是侧重于宏观的广义相对论。最重要的是,他们无法团结起来。

比如,量子力学认为引力是由引力子交换引起的,而广义相对论则认为引力是由时空扭曲引起的。今天,如果科学家还没有发现引力子,广义相对论在引力问题上无疑是有效的,但也确实如此,因此,今天的物理学家无法将强电磁力和弱电磁力统一在一个理论中,更无法帮助地球引力。。爱因斯坦的大一统理论还没有实现。

无论是相对论还是量子力学,它们肯定都不是宇宙的终极理论。也许未来,随着更强大碰撞的出现,我们可以在微观世界中看到新的粒子和现象,就像前面提到的那样。理论。