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深度长文:电子双缝干涉实验恐怖吗?到底恐怖在哪?

双缝干涉实验和延时选择实验恐不恐怖,我不知道。但它未来可能是人类确切了解“时间本质”、“无穷宇宙”、“时间穿梭”的钥匙。它可能会前所未有颠覆现有宇宙观,帮助人类建立“统一场论”。

这两个经典实验已经窥探到了造物主的“阴谋”。(微观粒子的运动不被观测时,它表现为波形态,能同时出现在不同地方,一旦用仪器去观测,它瞬间变成了粒子,只能出现在一个地方,这是什么魔法?)

型态

宏观世界是否也存在“叠加态”?

宏观和微观都是有参照物的,在某些参照物看来,我们的世界可能都是微观世界。根据“量子叠加态”,我们的下一秒,我们的下一分钟,我们的未来,都是无穷种不同状态的叠加。因为我们的观测,所以它不断地塌缩成唯一确定的结果。

这就是说,未来是一个拥有无穷可能的“混沌”,因为人类在观测它,所以不断塌缩成唯一的时间节点——我们确切的现在。我们自己就是一只只“薛定谔的猫”,下一秒就是死或生的叠加。

举一个简单例子:此刻你拥有无穷多种选择,譬如:大叫一声、打自己一个耳光、眨下眼睛、撞墙……,理论上你处于拥有无穷选择的“叠加态”。当时间流逝到下一秒,下一秒就变成了确切的现在。

那么“现在”这个节点,你的状态就从拥有无穷可能的“量子叠加态”,塌缩成了确定的唯一状态。从这个意义上来说,不仅仅是微观粒子,包括我们人类,甚至宇宙一切万物,都拥有“量子叠加态”属性。

“时空不连续性”

描述空间变化的最小单位是“普朗克长度”。低于“普朗克长度”,任何粒子的位置都不确定,可以理解为虚无也可理解为无穷,任何测量也没有意义,也不可测量。描述时间变化的最小单位是“普朗克时间”。小于这个时间,宇宙来不及发生变化,时间量度没有意义。

根据“空间不连续理论”,我们可以了解关于时间的本质:不连续空间从一个跃进到另一个,具体表现为“时间流逝”。两个相邻的不连续空间,从一个跃进到另一个所需要的时间,就是我们这个世界的“时间最小长度”(“普朗克时间“是光在真空中通过一个“普朗克长度”所需的时间)。

“时空不连续”,指的是时空并不是一个光滑的整体,它是无数不可分的小整体,组成的大整体。

举个例子,你看看手表秒钟,它是一秒秒地跳。在最微观的世界,时间也是以“普朗克时间”这样一下下地跳跃着走。在跳跃中,宇宙是什么样子,永远也不会知道。

空间也是由这样的小格子“普朗克长度”组成。物质在这样的小格子中,不断地跳跃着运动。低于这样的长度,物质在哪里?上帝才知道。因为时间太短,刻度太小,宏观世界的你完全感受不到。

“时间流逝”和“空间运动”都是跳跃式前进的。下一秒的宇宙空间是空白的,当时间到达下一秒,就像爬楼梯一样,所有物质整体跳过去。这种整体跳跃,是在一个普朗克时间内发生的。大变化都是无数这样小的跳跃式变化累积而成的。譬如一秒钟有10的44方这个数量级次的小变化。

举一个例子:我们放映一部影视作品,它那看起来连续的画面其实并不是连续的,而是由每秒播放48帧固定图片组成。如果把它看成一个虚拟世界,那么这个世界里时间的最小刻度是四十八分之一秒。

如果一秒钟观测48次,那么就会发现这个世界变成了一张张静止的图片,图片与图片之间是一片漆黑。每一帧图片就是不连续的每一帧宇宙,漆黑的间隔是每一帧宇宙之间,不可测虚无或者混沌。

我们的宇宙也像这部电影,如果换帧速度够快,你看到里面的画面都是连续的,你永远也不知道换帧过程中发生了啥。

宇宙这部电影的换帧速度,达到了一秒钟10的44次方的这个数量级。以人类现在的科技水平,目前看不到帧,可能永远也看不到,但是可以推算出它是一帧帧的。

同时,宇宙这块荧幕,也是由无穷小到这样数量级的小方块组成。物质从这个小方块跳到那个小方块,就是运动。至于是怎么跳的,跳的过程中发生了什么,以现在的科技水平是不知道的。

这就是“普朗克时间”和“普朗克长度”,也是时空不连续性的基础。看到这里,你可能会发现我们看到的“宇宙”很像一个游戏画面。普朗克时间是宇宙换帧时间,普朗克长度是宇宙的分辨率。研究“量子物理”,类似于研究虚拟世界的可能性。

“相对论”

两个

在这里,我要顺便解释“狭义相对论”和“广义相对论”。“狭义相对论”简单说就是:物体运动速度会让时间相应变慢,速度越快的物体能更快地去往未来。也什么呢?

我直接拿出狭义思想实验吧:

相对论

首先光速是一个恒定的。假设一辆高速运行的火车和地面有一个发光源同时朝前照射。根据经典物理,火车上的光的速度会等于光速加上速度,它会大于光速。这与光速是恒定值形成悖论。

火车

为了消除悖论,火车上的时间,相对于静止的地面会慢一些。会慢多少呢?慢到光速减去火车速度乘以火车上的一秒钟等于地面光速乘以地面上的一秒钟。

通过这个计算,你可以推算火车上的一秒,相对于地面上的一秒它慢多少,得出时间随速度的变化公式。

火车接近光速时,火车上的时间相对于静止地面的时间,接近于停止。地面上感觉过了一年,火车上也许才过几秒钟,这列火车就是去往未来的火车。

时间描述的是宇宙空间内事物变化的速度。根据狭义相对论,速度越快的物体,时间流逝得越慢;可以描述为速度越快的物体,其“宇宙换帧”速度相对其它物体,变得越慢。

时间是相对的,可能我的一秒相当于你的一年。但是以个体感受来说,我的一秒和你的一秒给彼此的感受都是一样的。这是因为我在我这个空间的一秒钟和你在你那个空间的一秒钟,我们的总“换帧”数是一样的。

这就好比在那部电影中,你按住慢进,电影里的人是感觉不到慢进的。例如,我们录下一个人眨眼睛一秒钟的视频。其中一个以10倍慢镜头播放,一个正常播放。如果这视频中的人有感觉的话,他都会感觉只过了一秒。

时间的本质是描述物体变化的速度。从第三者角度来看,第一个视频里的时间慢了10倍,变成10秒了啊,他感受不到吗?他当然感受不到。每一个个体都只是一个主观的观测体,他只能感受到自己身上的“换帧”次数,也就是自己的变化次数。这一秒钟的视频,无论以多慢的速度播放,它的总帧数不变,这视频里的人感受起来就只有一秒。

在没有其它参照物的情况下,我们感受的一秒都是一样长短,因为它的变化次数是固定的,是一秒除以“普朗克时间”那么多次。坐在爱因斯坦实验室里那列火车上的人,如果他终生不下火车,那么他永远也不知道自己其实去往了地面上的人类世界的未来。

时间停止或穿越,穿越的不是时间,而是空间。假如宇宙空间里的万物变化都是一场“电影”的话,我们如果想去往未来,就需要让自己的“电影”相对于其他人,进入慢进模式。如果你还能“倒带”,那你甚至可以回到所有人的过去。(在思想实验中,理论上如果火车速度大于光速,光速减去火车速度会成为一个负值,可能表现为时间倒流,回到过去。)

实际上,我们都存在于别人的未来或过去,只是这个变化太小,我们完全感受不到。比如,你坐一趟飞机,下机后你实际上就来到了别人的未来。如果想要发生巨大的变化,这个方法有呢?

什么

一是接近光速运动,二是处于扭曲的时空。

如果你能接近光速运动,那么相对于我们,你的时间就接近于停止状态,不再流逝。这时候如果你能看到我们,你会发现我们的人生过得像快进一样,甚至快得像一条光影轨迹。上一秒,那个地球人还是个婴儿,下一秒他就老了,他的人生轨迹像一条弯弯曲曲的小虫子。此刻的你就是在不断地进入到我们的未来时空。

但是根据“狭义相对论”,处于光速的你,运动质量是无穷大,怎么回事呢?这是因为处于“量子叠加态”,又是观测体,本应该随“时间最小长度”无穷分裂的,因为到达了光速,已经不能再随着宇宙的“换帧”(宇宙换帧是在两个普朗克时间之间,接近光速运动物体,它的普朗克时间相对静止物体要长得多),分裂去平行宇宙空间。宇宙万物的每一次“换帧”应该都包含一次平行宇宙的分裂。

无穷的开始叠加在同一个空间,就具有了无穷质量。这里似乎存在悖论,一个时空旅行,拥有无穷质量的人不就是成了“黑洞”了吗?看完后面的“广义相对论”,你会发现这个悖论不存在。如果没有这样的悖论,相对论都可能会不正确。(下次有空,我推导出在这个模型里,质量随速度变化的公式,看看和下面爱因斯坦的公式有什么差距。)

如果想以另外的方式光速旅行,还有两种可能。

第一种可能:你变成了无质量的类似光一样的波。

第二种可能:你是一个“波色—爱因斯坦凝聚态”。

“波—爱凝聚态”是在绝对零度时,形成物质的所有粒子静止或者同步运动。处于“波尔—爱因斯坦凝聚态”的你,全身粒子都是统一运动,已经不具有“量子叠加态”属性,不会再产生不同分裂。

1995年美国的研究人员创造了一种玻色-爱因斯坦凝聚态。

在极低的温度下,仅仅略高于负273.15摄氏度的绝对零度,大多数金属原子,如铷,以相同的量子态存在,在较高的温度下形成混沌的大杂烩。

理论上,这种状态下的你如果有意识的话,可以通过加速器把你加速到光速从而进入未来,在此过程中不会引起重量叠加。根据构建的模型,显然第二种可能更容易达到。

“广义相对论”简单说就是“质量会扭曲时空”。再继续结合影视作品画面来解释:我们这一帧宇宙图片它并不是立体的,它是个像胶片一样的薄膜。

当然它不是普通薄膜,而是一个十维时空内的D3膜。这个十维时空到底是个什么样子,科学家也不知道。在三维空间外的另外六个维度是推算出来的,它们可能是诸如“引力子”、“能量子”之类的物质活动的场所。

我们能够观测到的整个宇宙就束缚在一张D3膜上——我们称之为膜世界。也许其他的地方还飘浮着其他的膜世界,对于束缚在膜上的物质来说,一张膜就是一个宇宙。

DP膜是一个(P+1)维的世界面(P维空间加1维时间)。譬如我们生活的三维时空就是一张D3膜,是一个三维空间加一维时间的世界面。它源自弦理论,你可以把它看成是揉成一团的薄膜,我们宇宙中的一切都在这张薄膜上(弦论极为复杂抽象,要想明白怎么回事,可以自己找资料)。薄膜上面有凸起,这些凸起是因为物质的重力作用导致。重力越大的地方凸起越高。

为什么“黑洞”内部只有三个变量(质量、自旋、电荷)没有时间概念?时间是一个空间跃进到另一个空间产生,在“黑洞”这个点,巨大的引力引起巨大的凸起(可以想象一个放在席梦思床上的铅球,造成的下陷)。这个凸起的高度已经等于或者大于两张平行的宇宙D3膜之间的距离。

举个例子:你在桌上放一张薄膜,薄膜上放一个倒立图钉。然后在上方,图钉的高度,摊开另一张薄膜慢慢落下去。图钉尖和薄膜已经接触,但其它地方还需要经过两张薄膜之间的距离除以薄膜下坠速度这样一个时间长度才能接触。

图钉就是“黑洞”,上面的薄膜就是物体的下一帧宇宙图片,下面的薄膜是这一帧宇宙图片,下坠速度是光速,薄膜之间的距离就是相邻两个宇宙空间的距离(相邻两层D3膜的距离,应该就是一个“普朗克长度”)。

在“图钉”的位置,宇宙换帧相对于其它地方,没有时间变化。所以“黑洞”里时间永恒,它根本不存在时间概念,穿越黑洞也可以去往未来。

根据模型,“黑洞”巨大的引力可能会把人拉扯到至少两张相邻D3膜的距离的长度。如果你进入黑洞,也许你的头已经出了“黑洞”去了未来世界,但是你的脚还在上一层膜,还在过去那个宇宙世界。就像一条章鱼一般,通过拉长身体,穿过一根细小管道,从一个空间穿梭到另一个空间。

穿过“黑洞”这条管道后,人最终怎么逃离这条管道,那就不知道。但是我能肯定,在这条管道里,时间是不存在的,你可以永恒活着,甚至意识都应该是存在的。

所以理论上永恒的爱情是存在的,你只需要拉着你深爱的人的手,双双一起跳入“黑洞”就达成了“永恒爱情”成就。

“黑洞”可能是去往未来的通道

不同质量“黑洞”这个凸起的高度也是不同的,就像一个漏斗一样。它的顶端在未来某个时间点的宇宙有一个“白洞”出口。进入“黑洞”的物体包括光,在经过一段时间后,会从“白洞”吐出来。所以我们要去往未来,只需要寻找到时间长度合适的“黑洞”即可。

譬如,如果想去往一年后的未来,这个黑洞怎么找呢?用一年除以“普朗克时间”得出宇宙的换帧数再乘以普朗克长度,这个结果就是这个合适的黑洞在Dp膜上的凸起高度。根据这个高度可以产生多大引力,应该可以大致推算出需要一个多大质量的黑洞。

另外“虫洞”和“黑洞”不同。“黑洞”是在两张不同的薄膜上钻孔,它可以“跨越时间”。“虫洞”是在同一张揉得皱巴巴的薄膜上钻孔,跨越空间,实现“空间旅行”。

譬如,如果你是一只蚂蚁,你从纸的正面跑到背面要绕很长距离,现在你不想绕了,直接在纸上啃个洞钻过去。这个洞就是“虫洞”。“虫洞”可能和“普朗克长度”内的世界有关。

关于这模型中的“相对论“诠释不再过多阐述,继续回到“双缝干涉”这个问题。

上帝到底掷不掷骰子

我们现在的影视作品每一帧画面都是固定的,无论看多少遍,它的剧情发展都一样。假如未来某一天,我们影视作品的每一帧画面并不是提前固定的,通过计算模拟上一帧内容拥有的所有可能变量(量子叠加态),下一帧内容能发展出无穷种可能。

在播放这部影视作品时,无论我们在哪暂停,都只能确切地知道过去已经出现过的画面和剧情,四十八分之一秒时间过后,荧幕换帧会呈现什么画面我们并不能提前知道。

到这里,就变得非常有意思了。“双缝干涉实验”包括“延时选择实验”就变成:我们人类现在已经知道宇宙下一帧画面存在无数种可能(量子叠加态),但为什么当我观测时,它就变成了唯一的画面?是谁在背后给我做出了选择?

在回答这个问题时,我们结合“空间不连续理论”和上面的举例,从我们世界的“四十八分之一秒”——“时间最小刻度”来观测在换帧的一瞬间,那里到底发生了什么。

现在,我们让时间停止。世界暂停在即将观测,但是还未观测到微观粒子通过双缝的那一帧画面。我们发现不仅是我们即将观测的这个粒子,整个宇宙空间内所有能观测到的一切事物,此刻都处于一种即将激发的“量子叠加态”。一个“普朗克时间”后,宇宙即将出现的新画面包含了所有可能。

我们按下播放键,“啪”的一声,这个粒子的画面黑屏了,接着画面换到了下一帧,我们观测到微观粒子通过了双缝的某个确切位置,又重新处于一种即将被激发的“量子叠加态”,迎接拥有无穷可能的下一帧到来。

原因:粒子因为被观测,会在宇宙换帧一瞬间,从叠加的“混沌态”分裂成无穷个“确切态”。观测实际上就是从“混沌”分裂到无穷“确切”的过程。未观测的微观粒子,产生干涉现象,这种干涉来自于叠加在一起的这个粒子在其它无数平行宇宙中的无数“影粒子”造成的影响。

一旦观测,叠加在一起的平行宇宙从“混沌态”分裂成“确切态”,微观粒子便进入了不同的空间。不同空间中的粒子不会再产生干涉现象。如果取消观测,它又在一个普朗克时间后变成了“混沌态”。

我们设想上帝把两个六面骰子分别放在两个封闭的房间,总共存在三十六种排列组合。然后把这三十六种组合全部叠加在一起。看起来就变成了一个房间中有一个骰子在旋转,它同时具有六种可能。真实情况是这个房间和骰子组合其实是拥有三十六种可能的叠加态,它同时能拆解成三十六种确切态。

现在当你进入房间观测骰子,因为处于确切态的你不可能同时进入两个房间,同时看见三十六种不同确切态。所以在你进入房间即将观测的一瞬间,叠加的房间和骰子分裂成了三十六种平行选择。

你的任何一次观测都只能看到其中一种结果。同时当你进入房间观测时,骰子的干涉现象也不复存在。因为互相干涉是房间一里骰子数字123456和房间二里骰子相同数字确切态,叠加在同一个空间产生的。这里房间一和二可以看成两个平行宇宙,骰子可以看成是这两个平行宇宙中拥有的变量。

如果你进入的是一号房间,看到骰子的数字是5,你会纳闷:根据实验推测,这个骰子应该是旋转的,它是1到6的叠加,怎么会是确切的5?进入二号房间的你,看到骰子的数字是1,也会同样纳闷。无论进入两个房间的哪一个,观测到什么样的确切数字,你都会有这样的疑惑。

在这个假设里,应该最终有三十六个你拥有同样的疑问。当你走出房间时(停止观测),这三十六种可能又叠加在一起,依然是一个房间内一颗高速旋转的骰子。

所以上帝从始至终都没有在掷骰子,他只是摆放了骰子的所有可能。在真实的世界里,上帝的房间有无穷多个,上帝的骰子有无穷多面。

此刻,看到这篇文章的你正在眨着眼睛想这个问题,一个从上个“时间最小长度”分裂的你在咽着口水想这个问题,还有无穷无尽个你……你虽然分裂成了无穷多个,但是无法彼此看到其他人。

在各自的空间,你们都是被自己观测到的确切的唯一。无穷无尽的确切唯一的你,就组成了你的“量子叠加态”(混沌态)。

如果平行空间的叠加还会产生交叉的话,可能“眨眼睛的你”看到的这篇文章是“咽口水的你”那个世界的我写的。

我们宇宙的本质可能就像一帧处于“量子叠加态”的画面,这一帧画面是只有一个“普朗克时间”的现在。

未来从某种意义上说根本不存在,它是现在不断分裂的结果。我们拥有过去和现在,却从不曾拥有未来,或者说我们因为拥有现在,所以也就有了无穷的可能未来。

数学可能才是所有一切的最终真相

推论:我们甚至可能不是生活在一个虚拟世界,而是生活在一个复杂的数学公式里。

我们的宇宙是波函数上的一个点。这个波函数由从我们的世界往前推算137亿年前的一个“奇点”,突然的一次振动产生。(这个“奇点”停留在137亿年的那个宇宙空间。)

如果“奇点”的振动波只是从坐标轴的原点沿X轴正负方向传播。那么我们的世界以“奇点”为中心在X轴上有一个对称点,那是我们的镜像宇宙,那里所有的一切与我们一模一样。

我们是一条直线的一维空间里的三维宇宙点。这条直线是所有三维宇宙点的一维时间连线,可以整体看成“三维空间+一维时间”。

如果这个“奇点”的振动波是在平面上水平运动,类似于水面上投入了一颗石子。那么我们的平行宇宙是以奇点为圆心,以137亿年为半径的圆环上所有的类似于我们宇宙的“点”。我们是一个平面的二维空间里的三维宇宙点。整个振动波纹可以看成“四维空间+一维时间”。

如果这个“奇点”的振动波是全空间运动,类似于广播塔尖发射电磁波。那么我们的平行宇宙是以奇点为圆心,以137亿年为半径的圆球表面所有类似于我们宇宙的“点”。我们是一个立体的三维空间里的三维宇宙点。整个球形波纹可以看成“五维空间+一维时间”。

我个人认为第三种的可能性最大。根据这个理论,我推测我们宇宙之所以膨胀,是因为在圆球表面,紧挨着我们宇宙的那些“点”(和我们类似的我们的平行宇宙),它们的引力拉扯着我们宇宙不断膨胀。

因为从奇点第一次产生振动,形成第一个球形三维空间开始,球面上其它“点”(与我们相邻紧挨的平行宇宙)拉扯我们宇宙膨胀的引力便开始起作用。所以我们的宇宙膨胀了137亿年是正确的。

这个以奇点为圆心,137亿年为半径的实心球体,可以整体看成一个“五维空间+一维时间”的六维时空。把这个“五维空间”看成一个新的“点”,再找到它的“奇点”,找出这个“五维空间”的平行,可以建立一个“七维空间+一维时间”的八维时空。

无限循环下去,理论上可以建立一个“无穷维”空间。但是研究“超弦理论”的科学家说只要一个“九维空间”的模型就可以统一所有理论,解释一切。

如果把这个“无穷维”空间缩小,可以继续把它看成一个微观粒子。假如这个“粒子“能组成一个物体,那这个物体就是“克苏鲁神话”中不被理解的那些“全知全视全能”的至高“混沌神”了。

文章涉及到空间不连续理论,相对论,平行宇宙,时间的本质,量子物理等,不明白大家是否能看懂。

(我是非常严肃的态度写的这篇文章。它既不是科普又不是科幻,是在试着整合现有理论的基础上,加上联想搭建起来的一个统一模型。这些理论包括了“相对论”、“量子物理”、“超弦理论”、“平行宇宙”等。这个模型的正确性也有待验证。验证它有两个方向:1、快门速度接近普朗克时间的相机拍照。2、观测普朗克长度内的世界变化。或许,未来某一天发现我们的世界真的是计算机模拟的,那么一切解释都简单了。)

去往未来

根据模型推断,人这种生物确实可以去往过去和未来。我们这个宇宙,去往未来只需要你穿行空间的速度,比宇宙换帧的速度快。但是,无论你去往过去或未来,你都会发现在那个世界你从来不曾存在过。

因为当你逃离你这一帧宇宙画面时,你在画面中的一切待激发的“量子叠加态”就不存在了,从而导致下一帧画面里,通过下一帧演算过去的下下帧,下下下…帧画面里的“你”都不存在。

但欣慰的是,当你选择进入未来某一帧时,你又变成了一个被演算的存在的“量子叠加态”变量。唯一的缺点是,根据模型,在回到过去或未来的那一瞬间,你的记忆也永久改变了,你甚至不知道你是直接穿越过来的。(所以我们现在的地球是从过去整体穿越而来也不一定。)

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