一項簡單的物理實驗,顛覆人類對宇宙的認知

家常幸福 科技 (22) 4周前

人類文明經過上萬年的努力發展,終於在數百年前走上了科學之路。而科學的到來也為人類插上了飛翔的翅膀,可以讓我們站在更高的位置,觀察這個世界的本質,觀察萬物的本質。

而在科學的道路上,有許多的科學法則,科學理論,人類要做的就是去挖掘出這些科學理論,讓它們為人類服務。在科學的殿堂裏,物理學無疑是非常重要的,也是我們揭開世界真相的一把鑰匙,而在物理學的探索道路上,有一位科學家最早給我們指明了探索方向,他就是牛頓。

一項簡單的物理實驗,顛覆人類對宇宙的認知 第1张

牛頓在科學道路上的成就是偉大的,他最早開創了經典物理學,提出了經典力學理論,為後來的科學探索奠定了基礎,指明了方向。他對人類做出的突出貢獻,讓他成為一位偉大的科學家,而他的經典力學理論也統治了2個多世紀,直到愛因斯坦的出現才有了新的方向。

牛頓的萬有引力定律在我們研究萬物,研究宇宙的一個重要自然法則。在牛頓看來,雖然我們發現了引力支配著天體的運動,但是我們卻不知道天體最初是如何運動起來的,而在這一切的背後必然有一雙無形的雙在推動,那個時候人們稱之為“上帝”。

在牛頓之後,又出現了一些偉大的物理學家,他們繼承了牛頓的經典物理學,沿著這條道路繼續前進,為人類又做出了不少的貢獻,這些物理學家完善了經典物理學,建立起一座宏偉的物理大廈。那個時候的人們認為物理學的發展可能已經走到盡頭,後面的工作也只是進行一些修補。

一項簡單的物理實驗,顛覆人類對宇宙的認知 第2张

可是科學的探索道路就是這麼神奇,當人們認為物理學已經發展到盡頭的時候,一位更偉大的科學家出現了,他就是愛因斯坦。愛因斯坦提出了偉大的相對論,打破了牛頓長達200多年來確立的絕對時空觀。

牛頓的經典物理學並不是萬能的,它有一個適應範圍,那就是在低速和弱引力場的情況之下。由於我們正常情況下,很難道真正實現亞光速,所以我們才會覺得經典物理學完全適用,它似乎到達了一個極限。

可是隨著科學的不斷發展,有科學家開始懷疑經典物理學,而且通過一些實驗現象也的確違背了經典物理學。所以愛因斯坦根據一些研究和發現,提出了劃時代的相對論,相對論自然也包含經典物理學,只不過它的適用範圍更廣泛。

一項簡單的物理實驗,顛覆人類對宇宙的認知 第3张

在低速,弱引力場的前提下,經典物理學可以很好地描述應用,可是在調整,強弱力場的前提下,經典物理學就會失效,這個時候只有相對論能夠對此進行描述。

通過這些了解,我們也可以看出,宇宙的本質遠沒有我們想象的那麼簡單,人類接觸到的只不過是冰山一角,還有更多的謎團是我們不知道的。尤其是隨著量子力學的出現,更是顛覆了我們對宇宙的認知。

這個世界的真相可以分為宏觀和微觀,宏觀層面的自然法則我們可以用經典物理學,相對論來進行一些解釋,可是在微觀世界裏,經典物理學基本已經失去了作用,即使是相對論也很難真正用來描述解釋量子力學中的一些現象。

一項簡單的物理實驗,顛覆人類對宇宙的認知 第4张

愛因斯坦稱量子力學為“鬼魅”,很多的現象都無法用宏觀理論的科學體系來進行解釋。在量子力學中存在著許多反直覺,顛覆宏觀理論的鬼魅現象,其中有一個非常著名的簡單實驗更好地說明了這種顛覆認知的現象。這個實驗就是我們在高中時期就做過的電子雙縫實驗。

對於電子雙縫實驗,相信很多小夥伴都知道,我們在上高中的時候,老師就給我們做過。在實驗中,我們讓大量的電子穿過兩條細縫,這個時候後面的屏幕上並不會得到與兩條細縫相對應的圖案,而是得到一些明暗相間的幹涉條紋。

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這樣的現象我們無法用牛頓的經典物理學來解釋 ,該實驗告訴我們,電子也是具備波的特性,在穿過雙縫的時候會發生幹涉。即使我們讓電子一個接一個單獨通過細縫,同樣會在後面出現幹涉條紋,這說明電子是能夠與自身產生幹涉。

這樣的結果還不是讓科學家感到顛覆的現象,真正讓科學家感到驚訝的是後面的實驗。科學家為了更好地觀察記錄電子通過雙縫的情況,在雙縫旁邊放置了監視器。可結果卻是幹涉條紋消失了,只留下了與兩條細縫相對應的圖案。

這樣神奇的現象讓科學家感到驚訝,我們對電子的主動觀測改變了它們的行為,電子仿佛有意識一樣,知道自己被觀測了。後來又進行了更復雜的惠勒延遲選擇實驗,得到了兩樣的結果,由此可見,觀測者的行為能夠反過來決定過去發生的事情,這嚴重違背了我們所認知的因果定律。

一項簡單的物理實驗,顛覆人類對宇宙的認知 第6张

而神奇的量子力學現象也讓不少的人們思考:難道科學的盡頭是神學?對於神學相信大家都知道,它在人類文明史上,統治了很長的時間,即使是走進工業革命,開啟科學道路之後的很長一段時間內,神學仍然占據著主導。

相信很多朋友都知道,牛頓在晚年的時候去研究神學,結果一無所獲,可能很多人不明白:為什麼如此偉大的科學家會去研究神學?有人說是牛頓發現了這個世界的真相,可事實上,牛頓在晚年研究神學完全是受到因時時代背景的影響所致。

要知道在牛頓生活的17,18世紀,是教會占據主導地位的年代。那個時候科學家研究宇宙的奧秘其實也為了驗證上帝的存在,在這種背景下,牛頓也不能免俗,同樣在晚年的時候加入了神學研究隊伍。

一項簡單的物理實驗,顛覆人類對宇宙的認知 第7张

而至於愛因斯坦研究神學,那跟牛頓是完全不一樣的。愛因斯坦是純粹的無神論者,它只相信宇宙真正,不相信虛幻縹緲的上帝。而愛因斯坦晚年研究的神學,其實並不是我們想象中的神學,而是一種宇宙法則,宇宙規律。

在愛因斯坦看來,宇宙如此有秩序,那麼其背後必然有一雙無形的手在操控,而這雙無形的手其實就是宇宙的一種至高法則,一種至高物理規律。只有找到了這條物理規律,或許才能夠讓我們真正了解宇宙的本質。

所以從某種程度上來講,神是不存在的,存在的只是宇宙的各種法則,各種科學規律。我們只要將這些科學規律一一挖掘出來,那麼人類也就完全了解了宇宙,成為宇宙至高的文明。

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