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爱因斯坦:没人看它时月亮就不在那里吗?波尔如此回答!

发布时间:2019-11-25 17:01:46  作者:宇宙探索  来源:宇宙探索  阅读:69

      现实对于大多数人来说,是熟悉舒适并且可靠的,这一切都很有道理,树木向上生长,足球的运动遵照运动规律,而我们所有的一举一动,都发生在熟悉的三维空间里。但是物理学家的看法有所不同,在他们眼里,现实比表面上看来要怪异很多,最简单的例子,你总会感觉到自己站着没动,但事实上你正以非常快的速度环绕太阳,你还会感觉到自己是个实体,但事实上你身体的绝大部分其实是空无一物!所有发生在你周围的一切,包括时间的流逝或许只是个幻觉!
      对现实真相的探索,带领着科学家们到所有表象之后去试图揭露它的基本定律和结构,但是当你试着去定义它,现实会变的相当难以捉摸,现实似乎又上升到了一种哲学概念,就是我们假定某种情景是真实的,但这好像又没什么意义!
      从某种意义上讲,要理解现实是相当令人气馁的挑战,但这并没有阻止物理学家挑战不可能的任务,试着去查明,它是由什么构成的。而几个世纪以来,他们用意想不到的原始手段来处理这个问题,他们将现实撞成碎片!
      费米实验室,是一间位于芝加哥附近的高能物理实验室,那里有美国最大的粒子加速器,兆电子伏特加速器,但就和现实本身一样,它隐藏在视线之外。
      费米实验室的质子反质子对撞机位于地下十米,在那里质子反质子会进行每秒一千万次的碰撞,每一天那里的物理学家都在挑战已知的极限,那也是宇宙中一些最激烈的撞击事件。
      在地下六公里长的覆盖着超导磁铁的真空环型管中,两个亚原子粒子以接近光速产生撞击,科学家的目标是在这些撞击的碎片中找出现实的基本粒子,非常微小而且无法被破坏的粒子。
      但是在这戏剧化的技术中有一个小障碍,当一个质子和反质子产生撞击,会制造出一些能量,而且单单一次的撞击,就可以产生数百个粒子,科学家需要将它们识别出来。而处理这个相当基本的问题是粒子物理学最近几十年所面对的难题,这需要结合非凡的理论和实验技术,这个难题由原子开始。
      原子曾被认为是唯一的基本粒子,当实验学家们第一次撞击它,他们发现了更小的组成部分,电子,中子和质子,当他们试图撞击质子,他们面临了不同种类的难题。微小的粒子需要很高的能量来让它们分解,这代表着需要建造更大的机器,但当这项工程完成后,所带来的是出乎意料的诧异。
      实验学家们进行的第一次质子碰撞,不是只有产生几个新的粒子,而是上百个,这些粒子中包括η介子,K介子,π介子,μ子,Σ超子,电子和其他的介子,这些重子和介子有着让人迷惑的复杂种类,集合起来,它们成为了我们所称的“粒子动物园”,一个现实层面上的全新发现,但没有人能回答的问题是,哪一个是基本的?而且我们熟知的物理定理在那里几乎完全没有用,这让人陷入了困境!
    爱因斯坦:没人看它时月亮就不在那里吗?波尔如此回答!
      理论学家试着做出一个简单并且漂亮的解释,它们是由一些更为基本的单位组成,他们把这些新的粒子组合称为“夸克”。总共有六个夸克经由理论被描述出来:“上”和“下”夸克,“奇”和“魅”夸克,还有“底”和“顶”夸克。
      起初,没有人相信它们是真的,然而它们存在的迹象开始显现。不久之后,这些想象中的粒子被发现了,直到理论遇上了瓶颈,顶夸克仍旧未被发现,不是他们还未找到,就是它根本不存在。
      于是物理学家决定重新建造更为强大的加速器,以寻找顶夸克。顶夸克被预测是六个夸克中最重的,就算它真的现身,也只会存在不到百万兆再百万兆分之一秒,科学家们必须进行数兆次的撞击,只为了最终能检测出其中的几十次撞击制造出了顶夸克。经过了数年坚持不懈的努力,物理学家终于找到了顶夸克,但随之而来的是一个现实中更大的谜题:夸克是由什么构成的?
      在粒子物理学家绞尽脑汁要简明化的同时,还有一大群其他分支的物理学家提出疑问:这个我们所知的现实,是否真的存在?物理学家曾经做过个著名的实验,叫做“双缝实验”,它享有盛名因为它呈现了两个现实世界中的惊人矛盾,而没有人可以做出完全的解释。
    爱因斯坦:没人看它时月亮就不在那里吗?波尔如此回答!
      实验不是很难,只需要激光,双缝装置,光只能够从两道缝隙穿过,然后达到显示屏幕。试验中一次只发射一颗光粒子通过缝隙。当激光发出一颗光子,有的会穿过缝隙,有的会弹开来。
      但问题就在这里,就算一次只有一颗光子被发射出去穿过缝隙,它们没有形成两条线,而是神秘地形成了三条。物理学家解释,会产生这样的多条纹图案是因为当用激光束向双缝装置发射时,因为是光束,所以光是以波的形式表现,形成了经典的明暗相间的条纹。
      但是令人难以理解的是,一颗单独的粒子是如何形成了波状条纹?这里产生了矛盾。一方面,一次只让一颗粒子单独穿过缝隙,另一方面,这些条纹代表它们是波,同时穿过了两道缝隙,怎么会有东西能够在同时穿过两道缝隙呢?看起来似乎一颗单独的光子能够以某种方式分裂成两颗,然后同时通过了两道缝隙,而这违反了所有我们已知的自然定律!
      之后物理家同时实验证实,不只有光子行为诡异,原子核分子也一样。也许有人会问,为什么不观察量子现实呢?但这就是事情变得更加诡异的地方。如果在缝隙旁摆上侦测器,神秘的行为停止了,光子表现的就像是子弹,如果把侦测器拿走,神秘的复数条纹再次出现。
      这相当让人惊讶,看起来我们可以改变现实的行为模式:只需要看着它就可以改变,这同时也代表了现实本身有着神秘的另外一面。
    爱因斯坦:没人看它时月亮就不在那里吗?波尔如此回答!
      量子理论的矛盾就连爱因斯坦也失去希望。爱因斯坦和好友波尔之间有个很有名的故事,有一天爱因斯坦问波尔:你是否真的相信,当没有人看月亮的时候,月亮就不在那里?而波尔的回答是:你能提供给我一个反向证明吗?你是否能够向我证明,当没有人看着它的时候月亮一直在那里?
    爱因斯坦:没人看它时月亮就不在那里吗?波尔如此回答!
      这显然是不可能证明的,没有人看怎么知道它到底在不在那里?
      最近几十年,物理学家对量子力学在现实中代表的意义有很多辩论,目前还没有一个完整的答案和解释。目前看来只能说,现实比我们想象的更加诡异,所有的事物都有能力一次穿过两道缝隙,但我们永远看不到,这一切都太不可思议!