了解宇宙如何运行 了解宇宙如何运行 央视
你有购买过彩票吗?我相信屏幕前的很多看官,都有买过彩票的经历。都想自己购买的数字和开奖的号码一毛一样,然后走上人生巅峰,迎娶白富美。但是你有没有计算过购买彩票中奖的概率呢?很多人认为,中奖的概率和运气有很大的关系,小运气中小奖,大运气中头奖,狗屎运就只能是…………,真的是这样的吗?
但是我要告诉你,只要你有过购买彩票的想法,你就一定中过头奖。这是怎么回事呢?这就要提到一个词儿,平行宇宙,那么什么是平行宇宙,平行宇宙真实存在吗?它和人的运气又有什么关系呢?这事儿还得从一场持续300多年的争论说起。
波粒之争 点击观看完整视频
时间来到1675年,英国著名的物理学家艾萨克·牛顿,通过光的色散实验,发现了光的偏振现象,于是他提出了微粒假说,认为光是从光源发出的一种微粒流,微粒从光源飞出,在均匀介质内作等速直线运动。然而牛顿的“微粒说”刚刚问世,就遭到了荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯的强烈反对,惠更斯认为“微粒说”在解释光的干涉、衍射等现象时极为勉强,难以自圆其说。
于是3年后,也就是1678年,在法国科学院里举办了一场激情演说,演讲的主题就是“光的本质是什么”?本次演说也直接推翻了牛顿的微粒说,并且在1690年出版了《光论》,在书中惠更斯认为光是一种机械波,并且还用数学的方式,解释了微粒说无法解释有关光双折射等问题,波动说也由诞生,建立了著名的惠更斯原理。
牛顿的“微粒说”和惠更斯的“波动说”都有各自的支持者。两位科学家都想坐上光学研究的头把交椅,所以二人都在极力地证明自己的理论才是唯一真理。当时的牛顿被英国尊奉为超级巨星、科坛泰斗。处于这样的权威,以牛顿为代表的“微粒派”,在第一轮的波粒之战中,完胜波派。
时间来到1807年,也就牛顿和惠更斯之间的波粒之争过去129年后,波粒之争再次拉开序幕,这一次波动派迎来曙光,英国著名的物理学家托马斯·杨专门设计了一个证明光到底是波还是粒子的实验。
在说实验之前,我们先来了解一下马斯·杨,这个人非常的了不起,他是跨界领域的中的王中王,他在数学、光学、声学、流体动力学、潮汐理论以及生理学方面的建树颇丰,同时他还精通语言学、动物学、考古学、文字学,当时欧洲所有的乐器和绘画也非常的精通,除了以上这些,他还是一名会走钢丝耍杂技的医生。百科评价说他是一个将科学和艺术并列研究、对生活充满热望的天才,他生命中的每一天都没有虚度。
托马斯·杨的实验非常的简单,就是将一个光源固定在一个位置,再让光源的光从前方挡板上的两条平行的竖缝中穿过,投射到屏幕上。如果光是粒子,那么投射到屏幕上的光子,就会笔直从两条竖缝中穿过,屏幕上就会留下两条笔直光斑。
如果光是波,那么穿过两条竖缝时,就会因为两条竖缝的存在,改变光的状态,从新形成两条波源。这两条波源就会和水面上了涟漪非常的相似,两条波源就会彼此震荡交汇。波峰与波峰之间强度叠加,波峰与波谷之间正反抵消。最终屏幕上会出现一道道的斑马线。实验结果证明了“光”是波。托马斯·杨也被称为光的波动说的奠基人之一。然而100年之后,当科学家再次做托马斯·杨的双缝干涉实验的时候,却发生了灵异事件。
波粒双形 点击观看完整视频
时间来到1909年,英国物理学家杰弗里·英格拉姆·泰勒爵士,改良了托马斯·杨的双缝干涉实验,他将光源减弱到一个程度,在任何时间,最多只有一个光子通过双狭缝,由于光子是一个一个通过夹缝的,所以实验的进行就非常的缓慢。过了很长时间后,泰勒在去看屏幕,发现屏幕就能够产生显明的干涉图案,也就是屏幕出现了波的一道道斑马线。
这让泰勒非常的疑惑,明明实验室将光子像开枪一样一个一个发射出来的,也就是说在光子穿过夹缝时,要么是从左缝穿过,要么从右缝穿过,不可能形成两道波源,难道光子有分身之术。而且光子也不是智慧生物,不可能知道前一个光子的落脚点。但是奇怪之处就在于每一个光子都像是商量好的,在哪儿落脚,呈现什么状态。难道他们之间可以沟通吗?黑屋子里没有其他光子,那么单个光子和谁干涉的?和自己?自己干涉自己?肯定有鬼。
为了搞清楚其中的缘由,泰勒决定在双缝板前加一个摄像机,看看每一个光子到底是从哪一个夹缝中穿过的。一段时间后,泰勒再去查看屏幕,诡异的一幕出现了,屏幕上出现了两条光斑。摄像机的记录,证明了光子并没有分身,光子也是有序地通过两条夹缝。托马斯·杨通过这个实验证明了光是波,而泰勒的几次实验证明,开启摄像机,光呈现粒子状,关闭摄像机光成波状。
这种结果让泰勒一度陷入了懵逼的状态。也就是说光到底是波还是粒子,取决于开不开摄像机。这和你看球赛是一个道理,你支持的球队获不收获胜,跟你开不开电视有关。是不是觉得很扯,于是科学家决定改变开启摄像机的步骤。
在实验开始时,不决定到底开不开启摄像机,而是当光子发射后再决定开不开启摄像机。也就是说开启摄像机观察是临时步骤,全看科学家的心情。然而几番实验之后,结果依然是波状和粒子状都存在的。实验的结果,让泰勒和一众科学家非常的懵逼。
直到1916,美国物理学者罗伯特·密立根,通过实验证实了爱因斯坦关于光电效应的理论,并提出光除了具有波动性质以外,也具有粒子性质,这项定律也被称为波粒二象性。也就是说,在光子发射的一瞬间,就注定了两种结果,不是波状就是粒子状,这似乎和我们视频开头提到买彩票的性质一样,不是中奖就是不中奖。两种不同的结果,必然产生两种不一样的轨迹。
时间来到1924年,法国理论物理学家路易·维克多·德布罗意在波粒二象性的基础上提出了“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。他指出波粒二象性不只是光子才有,一切微观粒子,包括电子和质子、中子,都具有波粒二象性。
他认为没有绝对的“波”,也没有绝对的粒子,粒子也具有波动性,波也具有粒子性,任何物体都同时具有波动性和粒子性。当一个物体的粒子性强的时候,它的波动性就弱,而当一个物体的波动性强的时候,它的粒子性就弱。德布罗意正是从光的波粒之争中受到的启发,连续在《法国科学院通报》上发表了三篇有关波和量子的论文。自此他成为物质波理论的创立者,量子力学的奠基人之一。更为薛定谔的猫打开平行宇宙的大门,注入了灵感。
薛定谔猫 点击观看完整视频
时间来到1935年奥地利著名物理学家埃尔温·薛定谔,做了一个著名的实验,也就是我们熟知的薛定谔的猫。他将一只猫关在一个封闭的不透明的盒子里,同时盒子里还放了一瓶装有氰化物的密闭瓶子,并在瓶子的上方,装了一个放射性物质镭,就是居里夫人发现的88号元素。
如果镭发生衰变,就会释放粒子,反之则不会。瓶子上装有一个接收装置,如果接收装置接收到粒子,就会立刻触发机关将瓶子打碎,释放出氰化物,然后猫就死了。如果镭不发生衰变,瓶子就接收不到粒子,猫就会继续活着。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。
同时量子理论还给出了其他两种结果,如果观察者没有揭开盖子,进行观察,我们永远也不知道这只猫的死活,也就是说猫死活取决于镭是否衰变,观察者是否知道猫的死活,取决于是否揭开盖子观察。说得直白些,我们生活中遇到的都是,譬如我们听到了这只猫在叫,看到了它在跑或者伸懒腰,这些都是我们接受到了,来自这只猫的信息。也就是说猫除了是死的就是活的这一论断,全是基于我们接触过的猫所做出的信息处理。
薛定谔的半死半活的猫,是关着盒子无法做出判断的猫。虽然从经验上看,半死半活无论如何都是荒谬的。但薛定谔的猫是一只未被观测过的猫,我们只是在描述一只未被观测过的猫的「可能的状态」,它从逻辑上其实并非谬误。简单地说,如果不揭开盖子观察,这只猫将永远处于即死又活的叠加态,这就使微观不确定原理变成了宏观不确定原理。薛定谔认为一只又死又活的猫违背人类的逻辑思维。于是有人就提出另一种观点解释。
相对状态 点击观看完整视频
时间来到1957年,美国物理学家休·埃弗雷特三世。他认为在量子力学中,测量仪器和被测物体之间的状态,有某种联系。这种联系就是每次测量都会分裂成一个新的宇宙,他把这种状态称为相对状态。同时他根据量子力学,提出了一个全新的概念纠缠态与本真态。这个怎么理解呢?
举个简单的例子,一个男生喜欢一个女生,这个女生也知道这个男生喜欢自己。如果男生不表白,那他们就是一种纠缠态,男生一点向女生表白,他们的关系就会从纠缠态变成本征态。这种本真态也会衍生成多个可能。
假如男生向女生表白,女生接受了这个男生,结果就是两人顺利地成为了恋人。如果女生拒绝了这个男生,恋情失败,不欢而散。男生向女生表白,女生既没同意也没拒绝,结果继续维持表白前的状态,那还有没有另一种可能呢?当然有,那就是女生主动向男生表白了。也就是说,男生喜欢女生一开始,就分裂出了多种可能的宇宙。就拿薛定谔的猫来说,在你测量的那一刻,就已经分裂出了一个活着的猫的宇宙,和一个死了的猫的宇宙。然后他们有各自分裂出许许多多的宇宙,这就是著名的平行宇宙理论。
平行宇宙分类 点击观看完整视频
如何理解平行宇宙呢?百科给出的解释是:平行宇宙也叫多元宇宙,表示无限个或有限可能的,多元不同相互作用力宇宙的集合。包括一切存在和可能存在的事物:所有的不同相互作用力、空间、时间、物质、能量以及描述它们的物理定律和物理常数。
《穿越平行宇宙》一书的作者,迈克斯·泰格马克,被誉为平行宇宙理论文学的研究权威,他认为在平行宇宙中这一切都可能发生!苍茫宇宙可分为四层多重宇宙,每一层多重宇宙又包含无数层平行宇宙。
也就是说,所有已经发生的和即将可能发生的,都有可能在不同平行宇宙中重演!换句话说在这些平行宇宙中,可能有我们这个世界里已经灭绝了的生物,也可能生活着和人类完全相同的智慧生物。甚至还有一个相同的你,或者无数个版本的你。但是这行宇宙不重合也不相交。那么平行宇宙真实存在吗?还是它只是一种理想状态或物理假设呢?
另一个宇宙 点击观看完整视频
时间来到2007年8月,科学家在研究宇宙微波背景辐射信号时,发现在距离地球30亿光年的地方,有一个长度跨越18万光年的大冷斑,相比我们的银河系,这个冷斑要大得多,这也是目前发现的最大的宇宙结构。但是奇怪的是,其中完全是“空”的,没有任何的正常物质或者暗物质,也没有辐射信号,为什么宇宙中会存在如此怪异的时空?这让科学家百思不得其解,按照宇宙大爆炸理论,宇宙大爆炸所产生的辐射残留,会布满整个宇宙,也就是说,宇宙是不可能存在这样大的一个巨型空洞的。
加州大学圣芭芭拉分校的量子物理学家乔治·斯穆特,将一个人类头发丝宽度的微型“划桨”放入到一个真空罐中,随后他们拨动“划桨”,它同时出现了振动和静止两种量子状态,从本质上说,那就意味着物体可以同时存在两种状态,或者说存在两个宇宙。科学家认为,这个巨大冷斑就是另一个平行宇宙和我们这个宇宙,发生碰撞遗留下的痕迹。
随后科学家从宇宙背景辐射图中,找到了4个由宇宙摩擦形成的圆形空洞,也就是说,我们的宇宙,有可能4次进入到了其他的宇宙。2014年10月31日,物理学家称,“平行宇宙”的确存在,给不同版本的“我们”提供生存空间。不仅如此,平行宇宙之间还会相互影响,所以才会出现微观层面的种种奇怪的物理学现象。这和休埃弗雷特所描述的平行宇宙的相对状态,完美契合。那么这和人的运气又有什么关系呢?
测量分裂 点击观看完整视频
根据平行宇宙理论,你产生的一次测量就会分裂出一个新的分支宇宙。什么意思呢?就好比你的每一个想法都没产生不同后果,用鬼谷子的话说,就是一阴一阳谓之道。如果你还是没有理解,那就回到我们片头的购买彩票的思路当中,在你购买彩票的一瞬间就已经产生了两个结构,一种结果在我们的现实世界上演,另一种结构则在另一个平行宇宙中上演。现实中你并没有中奖,继续努力工作,然后娶妻生子,一家四口和和美美其乐融融,人生虽没有大富大贵,但很幸福。而平行宇宙中的你,终于得了头奖走上了人生巅峰,整日纸醉金迷,夜夜笙歌,最后身体被掏空,英年早逝。
这就好比我们的每一次创作一样,在现实世界里,总是遇到瓶颈,或许在平行宇宙中我们的每一个视频都能上热门一样。那么这和运行有什么关系呢?我们常说的运气,是一种看不见摸不着的东西,你说它不存在,但是你似乎又能感应到它。运气是什么,我认为是一种神秘、虚幻、缥缈的东西。是一种巧合,是一种随机的结果。在宏观世界里,一切事物的表现都很正常,但是在微观世界里,构成世界的基本粒子,将不再受牛顿经典力学的束缚,可以瞬间转移。
当我们用仪器对粒子进行测量的时候,相当于是对粒子进行了一个作用,即用动量算符作用在这个状态上,只进行一次测量的时候,我们只能得到一个动量值(动量本征值),而这个时候的态,只有处于动量相对应的本征态上时,才会这样,这个现象被称为波函数坍缩。当我们大脑产生的每一个想法,都会引起大脑中的基本粒子的反应,每一次反应都会生成一个全新的平行宇宙。也就是说你的想法与积极,所生成了平行宇宙也就越积极,分裂的每一个宇宙,都是积极的,你的思想消除了负面的情绪,那么你的运气还会差吗?