打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
人类已经接近真相了,当弦不再振动时,宇宙将归于虚无
userphoto

2023.06.21 四川

关注

如果造物主真的存在,那么他创世的方式应该是非常简单的。

——头条日增两粉的作者科学推荐官

在哲学中,有一个被普遍认可的观点,那就是唯一性原则:这个原则认为世界上不存在两个完全相同的实体或存在,每个实体都是独特的,具有自己的特征、属性和身份。

但是,很快就有科学家发现了一个反例:为什么所有的电子都长得一模一样?这是否违背了唯一性原则?

科学家们为了不打脸古代的哲学大贤,就又提出了一种新的猜测,那就是其实整个宇宙只有一颗电子,由于量子效应,我们才看到了无数的电子分身,这就是著名的单电子宇宙论。

本文要讲的,是作者基于单电子理论幻想的单弦论,即整个宇宙的基本粒子是由同一根的丝线构成,这跟一维的丝线不断地抽搐着,勉强维持着粒子的形状,当这一根丝线被捏住时,整个宇宙在一瞬间崩塌。

物理学的根基

现代物理学有两大支柱:量子力学和广义相对论。这两个理论在不同的尺度和领域中都经过了广泛的实验验证,被广泛接受并应用于解释和预测物理现象。

量子力学是描述微观世界的理论,它提供了对微观粒子行为的准确描述,包括原子、分子和基本粒子。量子力学的数学形式和实验结果相符,被广泛应用于化学、材料科学、电子学等领域。然而,量子力学的解释和哲学意义上的理解仍然存在争议,例如波粒二象性、量子纠缠和测量问题。

广义相对论是爱因斯坦提出的一种描述引力的理论,它描述了大质量物体和时空的相互作用。广义相对论在解释和预测引力场的行为上取得了巨大成功,并且在宇宙学中起着重要的作用。例如,它能够解释黑洞、宇宙膨胀以及引力波的存在和传播。然而,广义相对论与量子力学之间的统一仍然是一个待解决的问题。

物理学家们一直在寻求将量子力学和广义相对论统一起来的理论,这被称为'量子引力理论'。而弦理论是一种有希望的候选理论,它试图将粒子描述为振动的细小弦状结构,从而将量子力学和引力统一在一个框架下。

什么是弦理论?

弦理论是一种理论物理学的分支,旨在描述宇宙的基本结构和力的相互作用。它认为,宇宙不是由粒子构成的,而是由微小的振动线状物体,即'弦'组成。这些弦可以是闭合的(形成一个环)或开放的(类似于线段)。

弦理论提出了一个全新的框架,试图统一描述量子力学和引力相互作用,从而解决量子力学和广义相对论之间的矛盾。根据弦理论,所有物质和力都可以解释为不同振动模式的弦。这些振动模式的不同频率和形状决定了不同的粒子和相互作用。

弦理论提出了一些重要的概念,如超弦、多重宇宙和额外维度。超弦是指在弦理论中的一种特殊情况,其中弦的振动产生了引力子和其他基本粒子。多重宇宙理论则认为我们的宇宙可能只是一个更大的多宇宙系统中的一个。额外维度是弦理论中的一个重要概念,认为存在除了我们通常感知到的三个空间维度和一个时间维度之外的额外维度。

弦理论在解释一些现象上具有吸引力,例如量子引力、黑洞熵和宇宙学问题。然而,由于其数学上的复杂性和实验验证的困难,目前还没有直接的实验证据来支持或证实弦理论。它仍然是一个活跃的研究领域,科学家们在不断发展和探索弦理论的各个方面,以期找到更加完整和准确的描述宇宙的理论框架。

为什么构成粒子的是“弦”,而不是其它东西呢?

这是因为弦的“一维性”和其在数学上的高度自洽。构成宇宙基本单位是一根舞动的弦,这充满了艺术感,科学家同样优雅地把宇宙的基本单元由三维的“粒子”,降至一维的“弦”。这是一种让普通人也能感到认同的突破。

弦理论试图统一描述所有基本粒子和相互作用,包括引力。传统的粒子物理学模型中,我们使用点粒子来描述不同类型的粒子,但这种方法在解释引力和量子力学之间的矛盾时存在问题。弦理论通过将粒子看作是振动的弦,提供了一种统一的框架,可以同时解释量子力学和引力。

在弦理论中,弦的振动模式是受到严格的数学约束的。这些约束条件对弦的振动进行限制,从而导致只有特定的振动模式是物理上合理的。这种限制性质使得弦理论能够解释出一系列粒子,这些粒子的质量、自旋和相互作用特性与实验观测相符。

弦理论提供了一种解决物理学中一些重要问题和矛盾的框架。例如,它可以解释量子引力、黑洞熵和宇宙学问题等。传统的点粒子模型无法很好地解释这些问题,而弦理论通过将粒子视为振动的弦,提供了一种更一致和完整的描述。

弦理论在数学上具有内在的一致性和美学,涉及到复杂的数学工具和结构,如拓扑学、代数学和几何学等。这些数学结构和内聚性使得弦理论在解释和预测物理现象方面具有潜力。

宇宙中,其实只有一颗电子

关于宇宙中只存在一颗电子的假设,最早是由美国物理学家理查德·费曼在他的讲座《费曼物理学讲义》中提出的。

在这个讲义中,费曼讨论了一种假设,即宇宙中只存在一个电子,但这个电子在时间和空间中的不同位置和时刻上反复出现。这个想法旨在引发对基本粒子的特性和存在方式的深入思考,并展示了物理学中的一些基本概念和问题。

尽管费曼提出了这个假设,但他并未将其作为一个真正的物理学理论或假设进行深入研究。这个假设更多地被用作引起学生和读者的思考和讨论,并展示了物理学中的一些基本原理和挑战。

当然,这个假设并没有被广泛接受或成为主流物理学的一部分。它更多地是作为一个思考实验或概念上的探讨,而非现实世界的描述。在现代物理学中,我们基于实验观测和理论模型来描述宇宙中众多的基本粒子和相互作用。

宇宙中,可能也只有一根“弦”

根据量子力学的原理,一个粒子在某些情况下可以同时存在于多个运动状态之间,这被称为量子叠加态(superposition)。量子叠加态是量子力学的基本概念之一,它描述了物体在未被观测或测量时的可能性。

这个原理,为单弦论的成立提供了依据,即使宇宙中仅存在一根弦,这跟弦也可以同时具备不同的振动模式,进而形成不同的粒子。

在量子力学中,物体的运动状态由波函数来描述。波函数是一个数学函数,它包含了物体可能的运动状态和其对应的概率幅度。当一个物体处于叠加态时,它的波函数是多个不同运动状态的叠加。这意味着物体在这些状态中既不处于一个确定的状态,也不处于某个平均值的状态,而是同时具备这些状态的特征。

然而,一旦我们对物体进行观测或测量,量子叠加态就会坍缩为其中的一个确定的运动状态。这个过程被称为量子测量或观测。观测结果是对物体的特定运动状态的测量值,而非多个状态的叠加。

结束语

如果造物主真的存在,那么他创世的方式一定是非常简单,他以一种超越我们理解的方式,以最简单的手法创造了宇宙和一切存在。

比如说,他用手指在虚空之中划过,形成了一条跳动的弦,就是这一根弦,就组成了我们整个宇宙。

在人类有限的认知和理解之下,我们无法完全揭示或理解这个宇宙的终极奥秘。然而,我们可以持开放的心态,对宇宙和生命的奇迹保持敬畏和欣赏。

我们可以在科学、哲学和宗教等不同的领域,努力寻求更深入的理解和意义。无论是对自然规律的探索,对人类存在的思考,还是对灵性和信仰的追寻,我们都可以在这个广袤而神秘的宇宙中,寻找属于我们自己的答案。

在探索宇宙的奥秘中,让我们保持谦逊和勇敢的心态,愿我们不断追寻真理的道路,无论它以何种方式呈现。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
时间真的存在吗?
十大物理学难题困扰世界
现在物理学6大理论
由广义相对论和量子理论的冲突引出弦理论1
唐博论坛:超弦理论和近代物理学简介
当今世界十大物理难题
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服