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小編的世界 優質文選 探索

一個讓愛因斯坦都感到困惑的現象,科學難以解釋,讓人細思極恐


2020年10月19日 - 探索小編 探索宇宙說 
   

科學達人,優質創作者

本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文賽。

科學打開了人類探索世界,探索宇宙的大門,古時候的人們由於缺乏科學的指引,對於宏觀世界的一切現象,都只能以神來解釋。而隨著人類文明的不斷進步,數百年前走進了科技時代之後,人類終於可以用科學來探索世界,來了解這個世界。

這個世界上有太多的自然現象和自然規律,宏觀世界的一切通過科學家的不斷努力,我們基本都有了一定的認知。很多的宏觀現象都能夠用科學得到很好的解釋,比如“引力”“慣性”等在我們日常生活中非常熟悉的現象。

“引力”“慣性”在宏觀世界中無處不在,我們利用這些物理規律不斷認知了這個世界,讓人們有了更好的生活,並且幫助人類走出了地球,開始探索宇宙。而在地球上我們研究出的宏觀物理理論和規律,同樣也適應於宇宙的宏觀世界中。

在宏觀世界裏,科學家基本已經找不到無法用科學來解釋的現象和規律,即使有一些自然現象我們仍然沒有完全正確的科學解釋,可是它們沒有違反我們認知中的物理規律。

愛因斯坦是近代最偉大的物理學家,他的質能方式和相對論對於人類的貢獻是巨大的。對宏觀世界的認知和了解,近現代史上可能沒有一個能夠比得上愛因斯坦,即使如此,有一個現象也讓愛因斯坦感到困惑,科學難以解釋。

那麼現象是什麼呢?它並不是宏觀世界的物理現象,而是來自於微觀世界的量子力學體系中。相信很多人都知道,宏觀世界並不是宇宙的全部,在它的背後還有一個更為神秘的微觀量子世界。

量子力學就是科學家研究微觀世界中粒子運動規律的總結,在二十世紀初,也就是1900年,普朗克對黑體輻射的研究引發了科學家的好奇,隨後的時間內眾多科學家開始了對微觀粒子的探索。

量子力學向我們打開了微觀世界的大門,讓我們看到了另一個精彩神秘的粒子世界。量子力學自然也屬於物質探索領域,愛因斯擔作為物理方面的權威,自然對於微觀世界也是好奇,充滿著探索欲望。

可是當愛因斯坦走進微觀世界大門之後,卻發現這個世界跟宏觀世界完全不同。科學家認為宏觀世界的物理規律應該也能夠適應於微觀世界,可是最後科學家研究發現了一個讓人們難以接受的事實:微觀世界中的物理規律和宏觀世界完全不同。

微觀世界中,量子和粒子的運動規律是完全不相同的,甚至科學家沒辦法在不觀察情況下判斷量子的位置,因為量子的活動軌跡是無法預測的,只能通過概率來判斷。而在宏觀世界中,一個物體在沒有外界干擾的情況下中,它的狀態幾乎不會發生改變,所以能夠通過准確的尺度來進行衡量。

量子力量中的一切都是打破我們常識和認知的,愛因斯坦研究探索後也不得不改變態度,能夠讓如此偉大的科學家改變對量子力學的態度,我們不得不提到一個完全顛覆人們認知的量子現象:“量子糾纏”。

對於量子糾纏相信很多朋友也聽說過,它是發生於量子世界中最讓科學家感到困惑和極恐的一個現象。我們都知道,在宏觀世界中事物要受到物理規律的限制,比如愛因斯坦相對論就告訴我們光速是物質最快的速度,沒有什麼物質可以超越光速。

光速極限論在宏觀世界中是正確的物理規律,科學家進行過大量的粒子實驗,不管如何努力,粒子的速度只能以99.9999%這樣的極限不斷向光速靠近。而在宏觀世界中,能夠達到光速運行的可能就是通訊。

正是由於光速的限制,我們跟火星的探測器的通訊才會有延遲,而距離地球越遠的探測器,無線信號想要傳輸回來自然也需要更長的時間。除此之外,宏觀世界的信息傳輸等還會受到其它的物理規律限制,並不是在什麼任何情況之下都能夠進行信息傳輸。

而量子糾纏則不同,它忽略了宏觀世界中的一切物理規律的限制,不管是距離還是其它的物理因素,都無法干擾兩個粒子進行糾纏,而糾纏後的兩個量子在相互影響時速度是超越光速的,甚至可以說沒有速度的限制。

不管兩個量子距離有多麼的遙遠,即使是相隔遙遠的兩個不同星系中,量子也能夠在糾纏的作用下瞬間做出反應。這種神奇神秘的現象在宏觀世界中是絕對不可能存在的,因為它違反了很多的宏觀物理規律,對於科學家的認知是顛覆性的,甚至讓我們細思極恐。

為什麼一個量子糾纏現象會讓我們感到細思極恐?因為它的存在讓我們想到了一些科學電影和科學作品中的一種超遠距離傳送技術。這種傳送技術就是將一個人進行粒子分解,然後在另一端再進行粒子重組,實現超遠距離傳送。

量子糾纏現象的存在,理論上這種物質超遠距離傳送技術在未來就能夠實現,如果它實現了,不僅是人類在地球上的行走將變得更加快速便捷,而且還能夠讓我們瞬間從地球到達其它的星球上,只要在其它星球上建造一個星際傳送門就可以。

可如果這樣一來,一個問題就出現了,一個人進入星門被分解為粒子之後再進行重組後,他還是原來的那個他嗎?相信沒有科學家能夠給出答案,雖然重組後的這個人,思維意識等還是原來的自己,但是重組後的身體還是原來的嗎?

當然,量子力學想要真正探索明白,遠遠不是宏觀世界可以相比的。而人類現在對於量子力學的研究和探索,可能連最基本的入門也算不上。量子力學中的現象並不違反科學規律,之所以那些現象顛覆科學家的認知,主要還是因為我們沒有更好的儀器和技術對量子世界進行探索。

只要科學在不斷發展前進,未來總有一天我們能夠真正走進量子世界,找到適應於量子世界的物理規律。那個時候,量子糾纏等現象就能夠得到很好的解釋,並將其應用在我們的日常生活中。

我們可以預見,量子世界的探索研究或許是未來人類實現質的飛躍的關鍵,而量子糾纏一旦弄明白物理規律,我們就可以實現無視距離的量子通信,它對於人類探索宇宙的通信有著重要的意義。有了無視距離的量子通信,我們才能夠真正走向星際,讓人類文明成為星際文明。

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