量子力学的成功是否意味着我们看到的宇宙不是真实的?

小夏 科学 更新 2024-02-23

关于森林中的一棵树,有一个古老的哲学问题,如果它倒下了,没有人看到它,它会发出声音吗?

如果你问量子物理学家这个问题,他们可能会说,树在被观测到之前并不存在,所以声音不存在,因为大量的实验表明,微观粒子的行为只取决于观察者的存在,而波函数的坍缩只发生在它被观测到的那一刻。

也就是说,在量子世界中,我们只能确定某物出现在一个地方或另一个地方的可能性,而不能确定它真正出现的位置,这个概念也一直困扰着爱因斯坦当时,他想:如果我不看月亮就不存在,那么量子力学就太神秘了。

然而,后来的实验证明,量子力学是反直觉的,用爱因斯坦的话说:上帝确实掷骰子,按照牛顿和爱因斯坦的想法,不管是飞机还是汽车,网球,鹅卵石,甚至是一粒尘埃,按照已知的物理定律**它们的未来状态,即使我们掌握了整个宇宙中每一个粒子的位置和动量, 然后我们就可以根据物理定律准确地**或每时每刻回顾宇宙的状态。

物理学家发现,如果你试图测量粒子的位置和动量,粒子的能量和寿命,两个垂直方向的自旋,粒子的角位置和角动量,我们会发现我们无法得到确切的解决方案准确地说,我们可以知道这两种性质,但这些性质的乘积不能小于一个基本值,它与普朗克常数成正比,因此我们只能用概率来描述一个微观粒子在某个时刻可能出现的位置,整个物理学的精确度在量子力学中已经不复存在, 只留下一团概率。

然而,即使在今天,并非所有科学家都认为微观粒子不能受到量子力学等元素的影响隐藏变量这个概念,就是说,在量子领域中还有一些我们还没有发现的规律,也正是因为缺乏这些规律,我们才无法**微观粒子的运动。

然而,就目前的情况而言,不确定性只存在于亚原子粒子的层面,而在我们接触过的整个宏观世界中,甚至在天文学家观测到的整个宇宙中,物理定律还是准确的,无论是牛顿的引力还是爱因斯坦的广义相对论, 它们可以用来**天体。

然而,这种情况很奇怪,因为如果大**理论是正确的,那么宇宙诞生于138年2亿年前,时空、物质和所有的物理定律都是在那一刻诞生的,但今天的人类文明却有两套同时解释宇宙的理论,一套是聚焦微观量子力学,另一套是聚焦宏观广义相对论,最重要的是它们还没有统一起来。

比如量子力学认为引力是用引力子交换的,但广义相对论认为引力是时空扭曲的产物,而目前科学家还没有发现引力子,广义相对论在引力方面无疑是成功的,但也正是因为如此,物理学家们只能将强弱电磁力统一成一个理论, 对重力无能为力。

相对论和量子力学都不是宇宙的终极理论,也许在未来,随着更高层次的对撞机的出现,我们将能够在微观世界中发现新的粒子和现象就像前面提到的隐藏变量一样到时候,也许微观和宏观可以用一种理论来解释。

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