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一个看似简单的实验 却有两种不同的结果 让科学家怀疑宇宙本质

时间:2024-06-04 22:01:09

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一个看似简单的实验 却有两种不同的结果 让科学家怀疑宇宙本质

人类文明在科学领域完成了质的飞跃,可以说每个人的生活在方方面面都离不开科学发展带来的优越性,从饮食到居住,每一个细节都是人类科技的结晶,但是“宇宙是什么?”这个难题仍然在困扰着人类,就算是最顶级的科学家也无法给出一个合理的解释。

对于普通人来说,宇宙是地球之外的空间,虽然神秘但是距离他们的生活十分遥远,所以大部分人只是对宇宙之外的空间有着一定的好奇心,或许有些担心对宇宙的研究会改变他们原有的生活,幸运的是,一个人一生不到百年的时光,放在宇宙中只是一个瞬间,在宇宙的时间尺度中,一亿年也只是一个过场。

而在科学家眼中,“宇宙”的含义就更多了,宇宙是一个不断扩张的三维时空,在宇宙中存在无数的行星和恒星,还有一些超高能天体,例如“黑洞”“中子星”,而引力是宇宙万物的平衡器,因为引力的存在,较小的星体总是在围绕着较大的星体做着规律性的运动,如果没有引力,宇宙中就是一团乱麻。

那么宇宙之外是什么?宇宙诞生之前又有什么?这些问题在1900年量子力学萌芽之后,再次被拿了出来,放在了科学家的面前,因为在最近几个世纪的研究中,经典物理学几乎发展到了极致,在天才爱因斯坦的推动下,相对论给宇宙中的物理规律下了一个定律。

就在人类自以为了解整个宇宙的运作规律时,量子力学的诞生给了科学家当头一棒,仿佛在嘲笑人类的无知,因为量子力学中的一些现象和规律,把宇宙的本质导向了一条完全不同的路,在量子力学中宇宙并不是一个按部就班的机器,反而是一大团不确定的基本粒子,谁也无法预料下一秒会发生什么样的事情,我们眼中的“规律”可能只是概率高的选项。

人类的观察范围是有限的,可以观察的事物范围也是有限的,在大海面前,人类就无法看到海洋的另一面,因此就会产生海洋是无边无际的错觉,但是在地球之外还有无边的宇宙,人类只能通过想象和各种仪器才可以看到一丝宇宙的样貌。

在和浩瀚无边的宇宙相反的微观世界中,科学家发现了完全不一样的规律,因为宇宙万物都可以分解,就算我们肉眼看到的是一个整体,但是这个整体其实是由无数的粒子组成,但是这些粒子的运动和组成,却和现实中的整体完全不一样。

例如在宇宙中光速是最快的速度,但是量子力学中就出现了超越光速的超距离作用“量子纠缠”,这个现象也是相对论和量子力学的主要矛盾,这就证明人类试图解释宇宙本质的理论是错误的,宇宙的本质远比我们想象的要复杂。

在科学家深入的研究量子力学后,发现宇宙的本质可能是“不确定”的,因为科学家在不进行观察的前提下,无法得知一个量子的具体状态,例如一个电子,它可能是以电波状态运动,也可能是以电子的状态运动,这种运动是完全随机的,仿佛电子拥有自我意识,随着心情选择不同的运动方式。

在不断的研究中科学家发现,几乎所有的粒子都具有这样的特性,也就是“波粒二象性”,这就产生了一个疑惑,为什么我们日常生活的一切都是“确定”,但是在微观中就变成了“不确定”呢?

一个著名的实验或许可以解释这个问题,也就是“双缝实验”,这个实验十分的简单,但是却得出了一个颠覆认知的答案,甚至开始让科学家怀疑宇宙的本质,简单的来说,这个实验就是为了观察电子的运动。

如上图所示,从一端发射电子,然后有两个缝隙可以让电子通过,通过后会在最后方的屏幕上留下痕迹,但是让人意外的是,留下的痕迹并不规律,这就再次证明了“波粒二象性”的存在,电子的运动确实是不规律的,但是这个实验并没有到此为止。

一位科学家在实验设备中加入了摄像头,试图仔细观察电子的运动,或许可以发现什么规律,但是让人意外的事情出现了,电子居然全部都以“粒子”的状态运动,出奇的“听话”,似乎在人类观察后,电子就会和宏观世界接轨,不确定性就变成了确定。

这个实验得出的结果似乎在暗示我们,宏观和微观之间有一堵墙,只要翻过这堵墙就能看到两个完全不同的世界,并且它们之间不会相互影响,那么宇宙的本质究竟是什么呢?是宏观的“确定”还是微观的“不确定”?

至今没有一个答案,我们只能感叹宇宙的神奇,而宇宙的本质,至今仍然是一个无解的难题,科学家的实验和研究,给我们不同的答案,让我们看到了一个完全不同的宇宙,或许宇宙真的和我们肉眼看到和想象的有很大的不同。

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