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为什么粒子不断运动?

2024-02-11科学

物质物理学的整个理念都建立在粒子不断运动的基础上。分子、原子和亚原子粒子从未静止过,它们以这样或那样的方式运动着,这就是所谓的热运动。

如果再深入一点, 除了热运动,还有自旋 。当粒子具有自旋这种特性时,粒子的行为就好像它们在绕着自己的轴旋转。的确,当你把自旋与机械运动相提并论时,量子物理学家会骂娘,因为自旋是一个更基本的概念。但我们现在讨论的不是这个。无论如何,自旋的存在也使粒子成为失去静止的物体。

不确定性原理

此外,现代科学所取得的所有理解都是基于不同阶粒子运动的思想。如果这种运动消失,那么著名的 量子力学不确定原理就会被违反 ,因为在这种情况下,粒子的位置和动量都将被高精度地知道。我们现在所知道的所有物理学都将崩溃。

很显然,科学家们发明了某种定律之后,并不能强迫自然界以这样或那样的方式行事。我不希望你产生这样的印象: 粒子之所以运动,是因为海森堡原理的存在 。恰恰相反。那么是什么让粒子运动呢?

悖论再次出现

如果你尝试回答这个问题,你会发现 对问题缺乏明确的理解 。粒子因为移动而移动。或许现在还没有更好的答案。

热运动

相对论是运动的罪魁祸首

让我们先来了解一个事实: 即使是粒子的假想静止也可能是它的运动 。静止状态可以用参照系的相对性来描述。即使我们的推理没有达到爱因斯坦分析问题的深度,但很显然,站在火车车厢里,你不会改变你相对于火车的位置,也不会改变它相对于地面的位置。而我们的星球本身是运动的,这意味着所有相对于星球静止的物体都会与星球一起相对于空间中的某个物体运动。这意味着在多维空间中不可能有静止的物体,而这个或那个物体不动的事实意味着感知的自然狭隘性。由于粒子的运动,时间本身是可以存在的。

但在同样的热运动情况下,情况就更糟了,甚至没有想象中的静止,那是什么让粒子运动呢?

粒子=能量?

这大致就是粒子从漩涡中出现的方式

让我们试着分析一下能量对这一过程的影响。现在,许多现象正是通过能量来描述的。只要能量是我们宇宙的基本概念,运动就不会停止。粒子之所以运动,是因为它们具有能量。这也只是一种解释,并不能完全揭示这一过程的本质。不过,如果我们承认能量就是一切,那么就能简化理解。运动变成了能量场的一种属性。此外,根据现代理论基础,粒子本身也是场,更确切地说,是场中的旋涡。

也许理论上可以在绝对零度实现和平。但是,这个没有确定时间、没有能量的无运动世界是否不可逆转地稳定呢?

任何量子波动导致的微小的粒子偏离平衡位置或能量转移,最终都会导致各个层面的混乱无序运动重新开始。

恒定运动的本质可以隐藏在任何层次的物质粒子的形成过程中。让我们用行星的自转来做个类比。这是另一个非常有趣的问题,对于这个问题已经有了相当详尽的答案。

行星的自转和粒子的出现

行星为什么自转?很明显,它们之所以自转,因为没有什么可以阻止它们旋转 。那么,地球不会落在太阳上,因为它有自己的动量,在经典力学层面上存在着平衡。问题是,为什么行星会突然自转呢?

如果我们简单回顾一下行星出现的过程,一切都是从气体云开始的。「集中」到地球上的气体云并不是孤立存在的,而是受到各种力量的影响。

当宇宙中的两个质量彼此相对移动但不沿完全相同的直线移动时,它们发出的引力会产生扭矩。

行星所在的云层在其形成过程中已经在旋转。输出是一个旋转的行星。宇宙中的任何质量 都已经由角动量形成

让我们与粒子进行比较。根据一些数据,由于粒子是能量漩涡,因此即使在其形成阶段,它也可能以一种或另一种形式旋转。好吧,然后 一切都按照一个可以理解的缩放方案进行 。扭转导致粒子推动、踢动和相互作用。这可能产生了最初的热运动。

整篇文章可能得出的结论是: 粒子只要存在就注定会移动 。虽然我们不知道粒子本身出现的本质,但很难找到它不断运动的原因。