量子力学揭露宇宙的本质是什么?

邓高生


量子力学的产生,最早是缘于普朗克为解决连续的能量会导致紫外灾变问题,于1900年建立了黑体辐射公式。

在该公式中,有一个不变的常数h,其数值为6.623x10-27尔格秒。这是角动量的单位,普朗克认为,能量是描述最小粒子的运动,因而能量是不连续的。该最小粒子就是由普朗克常数h定量的,具有不可再分的性质,因而被称为量子。

1905年,爱因斯坦根据光电效应,认为光是粒子,其能量等于普朗克常数h除以光子的弛豫时间,因而又将光子称为光量子。

到二十世纪20年代,波尔为解释原子的光谱,建立了描述原子中电子不同能级的公式,其中也用到了普朗克常数h。由此逐渐形成了量子力学。

量子力学给人们带来的最为重要的认识,是任何粒子都具有波动性。

在此之后,人类的认识,在关于对波动性的解释方面,开始分岔了。

量子力学的正统学派,将粒子的波动性归结为粒子的内在属性。

于是,该学派认为量子力学的本质即世界的本质是概率的。

于是,自然界中的一切事物都是以概率波的形式存在的,即是各种可能状态并存的。用量子力学的术语来说,世界是概率波的叠加态。

比如,薛定谔的猫🐱,在没人观察时,处于非死非活的状态。只有当我们打开门🚪的瞬间,猫才会由概率的叠加状态塌陷为现实的死猫或活猫。

又比如,将一对粒子分开,在我们观测之前,粒子的存在状态也是概率的叠加态。只有当我们观测时,该粒子才由概率状态转变为现实的粒子。

于是,无论两个粒子分离多远,只要我们观测了一个粒子,则另一个粒子也会瞬间由概率的叠加态变为现实的粒子。这就是著名的量子纠缠。

除了量子力学正统的解释之外,还有一种解释,即将粒子的波动性归结为外在的物理背景。

只要这一物理背景是不连续的,那么当粒子的半径小于空间不连续的尺度时,就会使粒子产生无规运动,从而具有波动性。

比如,细小的花粉在水中会产生无规运动,说明水是由离散的水分子组成的,即水是不连续的。

根据这种解释,量子力学的本质是存在着离散的量子,即我们的宇宙是由量子组成的。

离散的基态量子构成空间,受到激发的量子成为光子,由高能量子组成的封闭体系就是各自基本粒子即物质。

由于人的认识只具有相对性,所以对于同一个现象或实验🧪,可以有多种解释。在没有获得新的现象及实验🧫时,这些解释是等价的。

然而,虽然我们无法鉴别它们的对错,但是我们却能够感受到两者认识效率的高低,可以根据认识效率的不同,来判断量子力学的本质,即究竟是概率波的叠加,还是离散的量子空间导致的波动呢?


淡漠乾坤


宇宙的本质本来是哲学和宗教的工作,但是量子力学,的确也介入了其中,大有取代上帝之势。

我就补充一下几个知识点吧,尽量通俗点。

宇宙创生的理论中,多宇宙是一顿免费的午餐

如果追根溯源,那么第一推动或者第一因将是不可避免的,这是科学家极力避免出现的状况,所以,主流的观点都不去深究这个第一因,于是提出了多宇宙理论。


多宇宙理论认为,极早期宇宙经历过指数式膨胀的理论。在这个所谓“暴胀”(inflation)过程中,空间中的某些区域也许会比其他区域更早结束这种快速膨胀,形成我们所说的气泡宇宙(bubble universe),我们的宇宙也许只是众多气泡宇宙中的一个,在它之外还有无数个宇宙。

这样的宇宙,就可以摆脱神圣的唯一性,似乎上帝就可以从我们的假设中剔除掉了。但是,在一个任何事件都会发生无限多次的多重宇宙中,科学家将丧失事件的预测能力,诸事平等,无一特殊,你可以随心所欲预言某事,它必将在某个宇宙中变成现实,但这种预言与我们所处的这个宇宙毫无干系。换句话说,没办法论证这个模型的正确性,这样的结果,和加上上帝这个前提,没有任何区别。

这种预言能力的匮乏一直困扰着物理学家。

量子力学为我们指明了另一条出路

1957年,普林斯顿大学读研究生的休·艾弗雷特(Hugh Everett)提出了量子力学的多世界诠释(many-worlds interpretation),解决了这些难题。

艾弗雷特的关键认识在于,量子系统实际上反映的是整个宇宙的状态,因此要想完整描述测量,必须把观测者也包括进来。

整个世界的状态无时无刻不在分裂成多个叠加共存的可能平行世界。一个人类观测者,作为这个世界的一部分,也无法超然其外,他也会不停分裂成生活在这些可能平行世界中的不同观测者,每一个都是同等“真实”的。该图景暗含着一个明显亦很重要的结论,即自然界中所有事物,无论大小,都服从量子力学原理。暴胀产生的众多泡泡宇宙并非同时存在于单一的真实空间之中,而是代表着概率树上不同的可能分支。

量子力学统一了多宇宙和多世界解释

结合了量子力学后,宇宙历史是这样展开的:多重宇宙从某个初始状态中出现,并演化成众多气泡宇宙的叠加,随着时间流逝,代表每个气泡宇宙的量子态又进一步分裂成更多状态的叠加,最终代表整个多重宇宙的量子态会演化出极为繁多的分支,每个分支都代表着初始状态的一个可能演化结果。因此,量子概率不仅决定着微观过程,还决定了宇宙的命运。

我们的世界仅仅是众多可能世界中的一个,这些世界由量子物理的基本原理决定,同时存在于概率空间之中。所以,量子力学的基本原理,叠加态和概率性,就取代了上帝的位置,成为宇宙的第一因,换句话说,宇宙的本质是量子效应。

结语和题外话

科学与哲学和宗教的不同,就在于它必须可以做出预测以及可以证伪。量子多世界结合多宇宙的解释,虽然玄幻,但是仍旧可以通过实验验证——测量宇宙空间的自发曲率。


只是目前仍未有可靠的实验数据得以验证这个理论。

不过同学们要分清楚,还验证不了,和根本无法验证,是有本质区别的哦!


猫先生内涵科普


量子是人类又是那信仰上帝的以色列近代发现,称为不可分割的最小基本个体能量单位,圣经教导:人倾其一生也不能全明白上帝。因此量子里面也有可能藏着更小奇妙的存在。

科学家说量子纠缠揭示宇宙的对称性,单单对称性可理解,上帝造了两个完全一模一样的人类与地球,我个人认为可能性不大。两者是影像镜像信息传递关系更可信。

我非科学家也非学问广博者,回答若不合你们心意请谅解。


用户谷中的百合花


提示了:没有“本质”,只有现象和意义。


宣宏宇


薛定谔的猫。死活叠加,死不了,活不成。

意识的参与。只有你去看一下那个猫,才能解除它那个可怜的死活叠加状态,坍缩为一个是死是活明确确定的状态。但如果你的运气不好,本来它可以坍缩为活状态,结果却因你的提前观察而坍缩为死状态,尽管坍缩是随机的,但若你是一个善良的人,你的良心也就应该感到不安。唯一可以安慰你的是,在另一个平行的宇宙中,那只猫还活着。但你眼前的这只猫,却是确确实实的死了。

因果律的否定。你刚才的观察,不仅导致了猫的死亡,也导致了几天前,甚至几年前,这只猫就已经死了。你刚才的观察,还导致了这只可怜的猫死了这么久,却不能入土为安,任其尸体腐烂发臭。


董加耕


量子力学本质是宇宙是由对称的矩阵方程构成,是相对的,正与负,明与暗有两种强大的能量演变无数的星系,,,,,,奇点在哪里?引力波扰动时空犹如平静水面投入石块而产生涟漪!量子纠缠证实宇宙是共振的,一切皆可变宇宙是数组成的,3.14......继续在膨胀。


千年风沙胡杨木


我的研究证明,认识宇宙的本质,只有依据绝对智慧及其理论和方法才能彻底的正确的实现,即只有正确的彻底的的认识生命本质真理才能真正正确的认识宇宙的本质真理。可以肯定的说,现代人类的依据相对理论和方法是永远不能正确的彻底的认识宇宙本质真理的。


智慧575


量子力学目前只揭示了量子有别于传统宏观物理的一些现象,量子力学讨量子的一些原理都有待研究。也就是说现在的学说连量子力学本身都远未到揭示的程度就不要妄谈去揭示宇宙的真理了。


唐文耀1


微观里微物质的运动形态与我们宏观看到的物体运动形态不一样。


自然法则是真理


任何一个物质都不可能具有同样性,这是常识,任何一个物质都具有唯一性,这也是常识,只有一种可能是完全一样的,这就是物质自己与自己的影子才能重合 ,才有可能一模一样,除此之外,没有其他可能,除非,这个被一模一样的物质是人为造出来的,但,那也只是形似或形重合,但是,物质的功能属性以及自身的属性也是不可能完全重合的,这也是常识。仅此。


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