讲一下高考里面的那个选择题,第一题就一般情况下他会怎么去考? 首先呢,要知道阿尔法射线是什么,贝塔射线是什么,这三个这个伽马射线以及它们的一些特性,比如说这个贯穿门里还有它的电击作用, 这个是要把它记住的,这个要记住,然后还要知道这个阿尔法粒子,就这个海核这个电子这些也要知道。 下面这两个图呢,不是特别重要,根据上面的它的这个电阻属性这些,呃,就可以把这个其实可以推出来,这个左边这个图呢,就用 r 点 i v 除以 b q, 然后去推就可以了啊, 这里然后要记住阿尔法衰变,什么是阿尔法衰变?就是放出这个态核的贝塔衰变,就是放出这个电子的,然后这里一定要注意什么呢?一定要注意这句话, 考试他就会问你,他会说,呃,我这个北塔率变,我这个电子怎么来的?他说我这个电子是来源于这个原子本身,哎,他放出了一个电子,这个话是错的,他是由一个中字演变而来的。这个挺喜欢考的啊,也挺喜欢考的 好。然后这样一个方程呢?无所谓啊,无所谓,我们后面有一些方程是要记住这些,其他的还好,然后我们继续往下好。半衰期, 半衰期要记住只与它元素种类有关,就只与本身有关,与你的外在环境那些是没有什么关系的。再有呢就是 半衰期他针对的对象是一个群体,比如说很多很多个这个原子核啊,你不能说我十个原子核或两个原子核这个样子的, 比如说你有一堆原子核,那么比如说半衰期是十年,那他就说,呃,过了十年以后呢,就大概有一半啊,大概有一半,然后就发生了这个衰变,就这个意思,再过十年呢, 那就是又有一半,然后再发这个衰变,就是每次呢就乘以二分之一,两次衰变呢,那就变成最开始的四分之一,就这个意思啊,就这个意思,一定要注意啊,他是对多数的啊,你对于这个少数都是没有意义的啊。再有呢, 他这概念就是质量数守恒跟质量守恒。很多同学这个也不认真看,质量数就是最开始上面的这, 哎,这一个符号这里的哎,比如说这个亥和他左上角那个四,就质量数这个是守恒的,但他质量不守恒,这不是一个概念啊。然后这样的最好还是记住,最好还是记住,尤其是这个第一个啊,最好还是把它记住, 然后那个质量数啊,质量不守恒,质量数守恒的呢?把这个也说了,质量亏损,你那个能量怎么来的?就是你为什么会放出能量?因为你质量有亏损,亏损的这个质量怎么了? 以能量的形式散发出去了,但是你不能说质量和能量可以相互转化,它只是这样一个形式,呃,把它散发出去了啊, 所以这个质量亏损呢,也是这个质量不守恒的一个原因啊。再有呢,就是比结合能这个地方就要记住, 就把这个记住就行了,比结合能越大,原子核越稳定,然后你的反应方程啊,你的反应方程往往都是什么呢?朝着更稳定的方向发展,所以呢,反应后比结合能变大,他会怎么考你呢?比如说他给你一个方程,就比如说这个吧,就比如说这个, 那右边的就比左边的稳定,右边的这几个,右边的这个就比左边的稳定,那么右边的笔尖功能就大,哎,你,你就记住这个就行了,他一般就这个样子去考的,很多时候关于这几章的内容,不用不用过度的去纠结,为什么啊?啊? 还有几个反应方程总结这个也很重要,比如说什么是阿尔法衰变,你你就知道,你看到这个方程你就知道,哦,这是阿尔法衰变,比如说 特点是什么?衰变反应的特点是左边只有一个粒子,右边呢?如果说你是产生这个害核, ok, 那 就是阿尔法衰变,电子呢? 电子呢?就这个背大甩饼,就这个样子好,那么这个人工转变其实都还好啊,人工转变都还好,然后再用念式反应和核聚变这个一条线,什么念式反应?你又想象一下,什么它那个中子变多了,本来这里只有一个,后来变成了好几个, 这是它一个特点,聚变是要放出巨大的能量的,一个是这个,一个这个能量,还有呢,就是什么呢?它会有很多个氢,这个一定要记住重点呢,差不多就这些啊,重点差不多就这些。再有呢,有时候啊,这个第一题里面 它还会涉及到,比如说它第一题面它四个选项,它有一个选项呢,它会涉及到这个光电效应,那很多同学对光电效应呢?问题特别大,大家说一下啊,说一下, 嗯,好,什么光电?什么是光电效应啊? 比如说你这有个金属啊,这一块金属你用光一照,然后呢?它也电子出来了,这就叫光电效应,就这么简单啊, 不要觉得它是个多高大上的东西,就这样就行了。好,那重点要知道什么呢?节制频率。什么是节制频率?那我们来想象一下, 我这个金属在这里,难道我什么光照它,它都有电子能够出来吗?那对它,它对这个光的要求, 呃,有没有一定的要求了?相信有的啊,就说你这个光的频率要足够的大,这里也一定要记住什么呢?就那几个频率变大的那个,就是先是红外线,然后是红橙黄绿蓝电子这几个可见光,然后是紫外线,这个要记住, 这个要把它记住,就是依次向右啊,依次频率变大,因为他有时候他会,他就直接说红光、紫光或什么,他不跟你说哪个频率大,哪个频率小,所以这个要背啊,好 比方说我这个金属啊,叫金属,它有一个什么呢?节值频率,比如说是十赫兹,我这里随便觉得 a 列值, 你这个光里有自己频率嘛?那你如果这个光的频率呢?大于了这个十个字,呃,大于等于这个十个字,那么你你就可以发生这个光点效应,如果小于了就不行,就这个意思,所以这个就要截止频率,截止频率。好, 然后我们继续啊,我们继续。那么 e 处光又是个什么东西呢? i c b 的 这个光是 h m u 啊,等于这个 h m u, 这个其实就能量啊,能量一啊,但它可能是这样写的。好, 我这个光子的能量就是用这个常数啊,这个 point 常量,然后乘以它这个频率,是不是?这是不是叫它一个能量?那 我们刚刚说什么?他的截止频率是多少?是十赫兹,那么你去把这个十赫兹带进来,你求出来的这个一呢?就叫他的一出功,就这个意思。 我举个例子啊,你还这十赫兹,然后你带带到这个 h 里面求出来,求出来是多少呢?我,我这里在随便举例子啊,因为这个 h, 我 他那个常量我就不说了,我随便举例子,比如说这个一是两交,那就说, 那就说如果我这个光它的频率是十赫兹的话,那么我这个光具有的能量是多少呢?是两交二,然后这个光照在这个金属上,哎, 刚好可以让我这个金属发生光电效应。 ok, 他的一出功呢,也就这个两交二了。就说 就说我这个电子啊,换一个说法啊,我这个你这个光照着过来,然后电子出来,我这个电子出来,他是要吸收一定的能量的,你这个能量太小啊,他吸收了以后他跑不出来, 懂了没有?那最小是多少了?我这一举例子,最小就是这个电子要吸收两焦的这个能量,两焦的能量怎么来呢? ok, 用十个字的光来照, 懂了没有?呃,就这样的一个关系啊,所以这个是截止频率,这个溢出功,所以溢出功,它这个 w 零,它与什么是对应的? 它和这个截止频率是对应的。我假设这个这个是截止频率,那这个式子是成立的,这个式子是成立的。这个 w 啊,就是这里的 e 就是 能量啊,就能量啊。首先理解这两个, 你有这两个以后呢?然后就再要说它的一个最大出动量啊,最大出动量还是用刚刚的来举例子好不好?好,这个啊, 比如说刚刚的,我说这个金属,怎么它的截止频率是十赫兹,哎,它的一束光呢?是两焦耳,你用十赫兹的光去照呢,它就刚好吸收两焦耳的能量,然后电子就跑出来。好,那我现在这样, 我比如说啊,我现在用三十赫兹的光去照它,那我三十赫兹具有的能量是多少呢?是六焦耳,我这个光的能量啊,这个光 频率啊,能量是这么多。好,我来照射它,一照射它呢,那我这个电子是不是吸收了两焦耳,那就是它跑出来,它跑出来是不是就消耗掉了两焦耳 剩下的四交二呢? ok, 剩下的四交二就变成了它的出动能,是不是?所以说这个四交二就是它的一 k, 一 k 怎么来的呢? ok, 六交二减去这个 两角,这么来的,那我这个两角儿又怎么?它对应什么?是不是那个 w 零 w 零什么?是不是 a h minus? 这个是截值频率啊,这个是截值频,这个六角儿呢?还是用那个公式就是一等于 h minus, 那 么, 哎,就这个样子的,这么来的,所以改写一下呢,就写成这个啊,当然它,当然你也可以这样写, 懂了没有?这都是可以的,所以他们几个的关系是这个样子的啊,是这个样子的理解没有? 这个知道以后,然后换一个图,右边那个图啊,就这么看。呃,这个就是 y 啊。嗯, 你 k 对 应的啊,横坐标呢?横坐标是这个值,所以斜率 k 就 等于普兰格常量啊,你的 k 就 等于普兰格常量,然后这个呢?是它的一个截距,这个截距代表什么?就是它的那个。 呃,艺术工啊,那这个是什么意思啊?这个就是它的截值频率。你现在一 k 等于零吗?一 k 等于零是不是就 a 等于 w 零,那这个不就是节制频率吗?是不是懂了?没有,也就是说当我的频率大于这个值的时候,看见没有?大于这个值的时候,它才有什么?才有动能,它才会出来。呃,就这个样子,然后要牢记什么呢?这句话, 哎,简单点的,这这一步跟着光强,跟那个,跟他那个光的频率它不是一个概念啊,最大的出动能力只是与弱光频率有关,这个一定要记住,就根据这个式子来的。那光强是什么呢?啊?光强其实包含两个方面,一个是 就那个频率,我们光刚讲那个光的频率,但是他还一个方面讲的是那个个数啊,光子的个数。但是注意考试当中啊,考试当中一般来说他的光强都指的是这个, 都指的这个,所以呢他说,哎,最大出动人跟光的强弱无关,就这个意思啊,这句话一定要记住啊,一定要记住。
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电磁力还有电子成为物理学家最先理解的标准模型的组成部分,并不是出于偶然,因为电子、正电子还有光子是最简单也最容易找到的粒子,但是它们并不是仅有的粒子,电磁力也不是仅有的力。 前面的节目跟你讲过,弱力这种很特殊的力就是强弱的弱啊,在这我们再好好展开说一说它。尽管在日常生活中,我们可能注意不到弱力的作用,因为它们非常微弱,但是在许多的核反应过程中,它是非常重要的。许多形式的核衰变都要归因于弱力, 比如说假四时的衰变,这种衰变就在我们的地球上发生,这个衰变的过程非常缓慢,但是却在持续不变的给我们的地核提供热量。实际上,中子本身的衰变也要归因于弱力, 这个衰变过程改变了原子的结构,而通过这些过程,原子核里的中子数会发生变化,释放出大量的能量。 若力在重元素的生成中发挥了非常重要的作用,这里说的重元素就是在剧烈的超新星爆发时产生的。另外,若力和恒星的发光也有着紧密的关系,他会激发连锁反应,让氩转化为氩。由若力引发的这个过程有助于让宇宙不断的演变。 可以说没有洛丽就没有今天的我们。物理学家们要把洛丽整合到标准模型里来,那就要像是光子传递电磁力那样,搞清楚有一个叫做若规范波色子的家伙在传递洛丽,也正是他搞出了我们常说的洛丽,作用 就和光子的交换一样,弱规范波色子的交换所产生的力也可以是互相吸引或者互相排斥的,这个取决于粒子的弱赫。若是强弱的弱赫呢,就是电赫的赫,你可以把它理解成电赫的另外一种形式啊。弱赫在弱力中所发挥的作用, 就如同电赫在电磁力中发挥的作用是一样的,只有携带弱赫的粒子才会受弱力的作用,而他们所携带的特定的弱赫会决定他们所经受互相作用的时候强度有多大。但是啊,在电磁力和弱力之间也有几个重要的差别, 其中最让人吃惊的是,弱力居然要分左右,这也就是物理学家所说的与趁不守恒定律。 在二十世纪五十年代,梁振宁和李正道提出了这个语称不守恒定律。到一九五七年,这个定律被另外一位物理学家吴建雄所验证。有些语称不守恒现象我们是比较熟悉的,比如说我们的心脏都在身体的左边,如果当初我们换一种方式进化,让人的心脏长在右边, 那我们也会像现在差不多,心脏在左面还是右面,是不会影响根本的生物进程的。但是到了理论物理这个领域, 力分成左右就会有点奇怪了。你看引力和电磁力,还有很多其他的互相作用力都没有这种区别,可是弱力却要分左右,这个很让人惊讶。弱力打破了与秤守恒定律, 一种力为什么会选择某一种转向而放弃另外一种呢?答案就在费米子自旋力。打个比方,你可以理解为要拧紧螺丝,你就必须顺时针旋转,而不能逆时针旋转一样,粒子也有它的旋向性,来表明它的自旋方向。 很多的粒子,比如电子和质子会选择一种自旋方向,要么向左,要么向右。我们说弱力打破了余震守恒定律,就是因为他会以不同的方式作用于左旋粒子和右旋粒子, 只有左旋粒子才会受弱力的影响,而右旋的是不会的,很奇怪对吧?你能想象一种力只作用于你的左手而不作用于你的右手吗?可是实验清晰的显示了这些, 这个就是实践运行的方式。为什么会这样?目前还没有一个直观的利学上的解释。这个还不是弱力唯一的新奇属性啊。第二个同样重要的属性是弱力可以真正的把一种粒子转化为另外一种,同时维持原来的电赫总量, 这一点也是其他的粒子都做不到的。比如啊,当一个中子和一个若规范波色子互相作用的时候,就可能出现一个质子, 这与光子的相互作用是完全不同的。光子永远不会改变任何类型的带电粒子的净数量,也就是粒子数减去反粒子数。 但是因为中子和质子有着不同的质量,而且携带着不同的电赫,所以为了维持电赫能量和动量守恒,中子衰变成质子,就必须加上其他的粒子。 那结果呢?就是中子衰变的时候,它不仅产生了一个质子,还产生了一个电子和一个中微子,这个过程就叫做被它衰变。当人们第一次观察到被它衰变的时候,没人知道还有中微子在里面生成,它只通过弱力互相作用,而不是通过电磁力 而实验用的粒子,探测仪只能发现带电粒子或者放出能量的粒子。因为中微子没有电赫,而且又不会摔变,所以探测仪找不到它,也就没有人知道它的存在。但是如果没有中微子被它摔变,就不能维持能量守恒。 能量守恒是一个基本的物理定律,也就是说能量既不会产生,也不会消亡,他只会从一个地方传递到另外一个地方。这个定律在物理学家那可是轻易不敢打破的。一九三零年,炮利在纯理论的角度提出了一个新的方案,也就是一个新的中性粒子。 他的观点就是中子衰变的时候,有某种神秘的不带电的粒子悄悄偷走了一部分能量。三年之后,费米把这个小小的中性粒子命名为中微子,并且给出了非常坚实的理论基础。 我们现在知道中微子一直就在我们的身边流淌,在太阳的核反应过程中,他和光子一样被释放出来, 每秒钟都有上亿的中微子穿过我们的身体,但是因为它的作用非常的微弱,我们从来没有注意到。我们确定存在的中微子都是左旋的,右旋的中微子要么不存在,要么非常的重,重到根本不可能生成。 刚才我们说弱力只作用于左旋的粒子,并且能改变粒子的类型。但是为了更好的理解弱力,我们需要一个理论来预测传递力的弱,规范波色子是怎样互相作用的。 物理学家最初发现构建这个领域是特别难的,他们需要取得重大的理论进展,才能真正理解弱力还有它的作用。这里面最难的问题就出现在弱力的最后一个非常奇特的特征上, 他会在很小的距离之外陡然下降,这个距离只有十的负十六次方厘米。这个特性让弱力和引力还有电磁力他们的作用非常的不同。另外两个力的强度是和距离的平方成反比。 尽管引力和电磁力都会随着距离的增长而变弱,但他们不会像弱力这样非常突兀的陡然下降。 光子可以在很远的距离传递电磁力,而弱力的表现为什么会有这么大的差别呢?物理学家最终发现,这个短小的作用距离是若规范波色子质量非零的结果。

卢瑟福的阿法粒子散射实验,他说的是一九零九年,卢瑟福和他的合作者用这个金箔发现了少数阿法粒子发生大角度散射,因此推翻了汤姆森模型, 并在一九一一年提出了原子的核模型,后来对盖格和马斯登改进实验方法,并系统的验证,开创了原子结构研究的先河,为建立现代原子核理论打下基础。 那这个实验是怎么做的呢?卢瑟福用一张金箔放在这里,在这个地方发射阿法粒子,当阿法粒子打击到这个金箔的时候,有大量的阿法粒 子实际上是直接穿过了金箔,这个非常有意思。为什么我们以为这个金箔是一个实心的金箔,但实际上大部分的原子其实是空的,这样使得有大量的缝隙可以让这个 阿发粒子穿过。但是呢,原子核的中心,呃,原子的中心就是原子核,他是质量非常大的,所以当这个阿发粒子碰到原子核的时候,他会突然弹回来。 这个事情就是告诉我们原子的结构是什么。原子其实大部分是空的,但是它的原子核质量非常大,它占了原子的大部分的质量,都 集中在中间的一个很小很小的原子河里面。而这个原子就是我们早期大概在核时期,也就是早期宇宙最初的三分钟形成的。 我们知道温博格写了一本非常有意思的科普书,叫最初三分钟。在这个最初三分钟 这本科普书里,他就介绍了这个,呃,原初核合成的嗯,一一些相关的知识。 呃。然后我们还可以看到这个地方介绍了西格斯波色子,也就是二零一二年,欧洲盒子研究中心宣布发现了西格斯波色子,也就是由标准模型预言的一种例子,非米子应与西格斯粒子藕合二, 获得质量。六年后,物理学家观察到了波塞子衰变为一对底夸克,这对科学家理解粒子物理和宇宙标准模型做出了巨大的贡献。 如果你不知道西格斯播色子,其实也没关系,你只要知道我们所有的东西有质量都是由于西格斯播色子给赋予的。 西格斯波瑟子就像一片海洋,我们所有的人都在这个西格斯波瑟子的海洋里面游泳,于是有了阻力,于是产生了我们的质量。

十九分,哎呀哇哦,这是人类史上最残酷的一盘棋,二零一七年柯洁大战阿发狗,谁能想到三盘棋的第二盘格外精彩, 前一百首期阿发狗竟然没有什么优势,以至于当时的克杰在现场紧张的直捂胸口,我们不能体会克杰的背后有着怎样的压力。这条视频无论朋友们懂不懂围棋,都可以有不一样的感受, 我将以围棋的视角带朋友们体会一下柯姐面对 ai 时的心理路程,了解一下阿发果的厉害到底厉害在哪里?一起来看懂柯姐为什么刀心破碎, 金铲铲启动,这是人类史上最精彩的围棋片段,欢迎朋友们来到柯姐与阿发果的人机大战。第二排 这盘棋阿发狗是黑棋,克杰是白棋。第一百手棋,克杰准备与阿发狗进行这个天下大劫,此时克杰的胜率降低到了百分之二十,为什么说 ai 非常的恐怖, 因为他可以算出棋牌上的最佳选点,知道每一步棋的胜率是多少。实战中,阿发狗御姐先提先提吃这个白棋,克杰启动右边的劫财打吃黑棋, 阿法狗粘住,这是白旗活旗的要点,阿法狗不想让克杰轻松活旗,克杰提赤黑旗,阿法狗粘住,这也是劫财。克杰小金一个一边瞄准冲断这块黑旗,一边增强自己的骑行。 阿发狗进行补棋,这个时候克杰没有选择和阿发狗继续开解,而是回到右下角进行补棋。克杰在寻找一个机会,阿发狗藏一个护住木树的同时,还是在威胁这块白棋, 克杰跳寻求逃出,阿发狗搬一个进行封锁,克杰倒虎是护住眼位的下法, 阿发狗将上面的黑棋贴了出来,想要寻求借用,科杰认为这块黑棋也相当的薄,如仿佛看到了机会,可以以攻为守,进攻这条黑棋的大龙。 也正因为科杰感觉看到了希望,所以紧张的手抖,科杰爽快的断了上去。 阿发狗打赤白棋,科杰闯出去,阿发狗搬一个,这是先手,科杰需要补棋。 在柯洁的心里,这块白棋肯定不会有死活的问题。首先我们可以看到左边的这一块黑棋是受控的,这边的黑棋也同样危险,所以柯洁觉得怎么样都不至于死。然而阿帕狗发现了一部妙手,这部病是一部好棋, 我给朋友们分享一下这部棋好在哪里。首先如果白棋不在这里进行补棋的话,黑棋等下小飞过来,这一块白棋全部阵亡, 如果白棋补棋的话,黑棋可以跳在这里冲击这两个白棋,白棋如果一味逃出的话,那么下面这块白棋就更加危险,势必会让黑棋完全封锁。 实战中,柯基选择了后者,当然也只能是后者,柯基进行补齐,小尖一个,阿法狗跳进行封锁,柯基向外逃出。 白棋一路跑出来,这一块白棋虽然说安定了,但是下面的白棋可就真危险了,这一块白棋想要禁火肯定是不可能了, 克杰十分的痛苦。过了一会,克杰终于下定决心,啪的一声拍在了桌面上,开结,阿法狗先提吃是必然的招法,克杰的这步棋是个劫财,只在封锁这块黑棋,这条黑棋的大龙不能有死活的问题。 阿法狗双一个进行补棋,克杰提吃黑棋,这个时候阿法狗又下出了一步妙手,让克杰彻底绝望, 阿发果的这一步棋让黑棋在这个局部有了三个劫财。克杰打赤黑棋进行补棋,阿发果提赤白棋,紧接着克杰因为紧张又犯了一个错误, 克杰认为打出这两个黑棋也是劫财。阿发狗没有丝毫犹豫,直接消解白棋,抵制黑棋进行连回,这样下的话,克杰这盘棋就不行了。虽然说克杰的这些小块棋连通做活了,但是左边的黑棋大龙也没有了后顾之忧, 而且右边的白旗大龙也没有了生路,重点在于阿发狗现在还是先手。实战中,阿发狗开始了收官定型,阿发狗搬一个通过威胁这块白旗的死活来进行定型,克己的这块白旗不容有失,想办法做活, 然后阿发狗拖一个,想要安定自己,克己又下了几手就脱责认负了, 因为阿发果的墓穴现在领先柯杰太多,柯杰无力回天,这盘棋终究是以柯杰的失败落下了帷幕,然而这盘棋的失败并没有打倒柯杰,柯杰看到了一次,希望 下一期视频会更加精彩,我来给朋友们分享柯杰与阿发果的第三盘棋,让我们一起来看看这位名叫柯杰的少年能不能逆风翻盘。



很多人对量子物理的认知始于此,也忠于此,那就是所谓的薛定鳌的猫辩论。这是量子力学中最著名也最令人匪夷所思的思想实验, 由奥地利物理学家埃尔温薛定鳌在一九三五年提出。这个辩论的初衷是为了结实量子叠加胎的奇特本质,微观粒子可以同时处于多种状态。 实验的设定是这样的想象,把一只猫放进一个密封的盒子里,盒子内有一个放射性原子,在某一时间段内, 这个原子有百分之五十的概率发生衰变。如果原子衰变,盒子里的钙质技术器会检测到辐射,进而触发一个激光,释放出有毒气体,猫咪会因此死亡。如果原子没有衰变,毒药就不会被释放,猫咪便能存活。 但真正诡异的地方来了。根据目前公认的量子力学原理,在有人打开盒子进行观测确认结果之前, 这只猫处于量子叠加态,它既是活的,也是死的。这种双重状态会一直持续,直到观测的那一刻,叠加态发生瘫痪,成为单一的现实。 只有在这个时候,猫才真正处于生或死的确定状态。越是深入思考,这个实验,就越难理解其中的深意。 事实上,薛定讷的猫恰恰结实了量子力学最令人困惑的一点,观测行为本身在塑造现实的过程中扮演着根本性的角色。 这个小小的哲学谜体,不仅对现代物理学产生了深远的影响,还与我们所说的多重宇宙极多世界理论有着紧密的联系。 一只既生又死的猫或许已经足够离奇,但物理学家修埃弗雷特在二十世纪五十年代提出了一个更令人震惊的观点, 在他的量子力学多世界全史中,波函数并不会贪索为单一的结果。相反,每一种可能的结果都会在属于自己的平行宇宙中真实存在。 所以,在薛定鳌的猫这个实验中,会有一个宇宙里猫咪是死的,另一个宇宙里猫咪是活的。还会有一个宇宙触发机关的事件尚未发生,一个宇宙盒子未能释放毒药,猫咪反而受到了辐射, 甚至有一个宇宙猫咪直接逃出了盒子。这一理论的核心是每一次量子抉择发生时,无论这种抉择出现在原子微观层面,还是宇宙宏观尺度, 宇宙都会分裂成多个平行现实,每一个现实都对应着一种可能的结果。 这一想法虽然令人瞠目结舌,却为量子力学的测量难题提供了一个简洁巧妙的解决方案。宇宙并非贪索为单一现实,而是不断分裂出无数个分支。当然,这句话里的简洁其实大有深意。 想要理解这一理论的深邃意义,我们需要重新探求量子力学的基本原理。 量子力学并非一门能快速俗称的学问,但幸运的是,这些极其复杂的理论已经被多次用通俗的语言解读,我们只需几分钟就能建立起基本的认知。 首先,量子力学描述的是物质和能量在最微观尺度下的行为规律,也就是原子和亚原子粒子的世界。 量子力学的诞生是因为经典物理学能完美解释宏观物体的运动,却无法展示构成现实世界的微观粒子那些诡异的行为。 量子力学的核心共有五大基本原理,第一是波力二项性电子、光子。这类粒子既可以表现出粒子的特性,也可以表现出波的特性。 以粒子形态存在时,它们是具有实体的个体。以波的形态存在时,它们的能量会在空间中迷散。 这一特性能够解释诸多物理现象,比如光在掩射和干涉现象中表现出波的性质,而在与物质相互作用时又表现出粒子的性质。第二便是薛定厄的猫食眼所围绕的核心叠加态。 叠加太描述的是粒子可以同时处于多种状态的特性,比如一个电子可以同时占据多个不同的能级或空间位置,直到被测量的那一刻才会呈现出单一的确定状态。 第三个原理是量子纠缠。顾名思义,当两个粒子发生纠缠时,他们的量子状态会彼此关联。 正因如此,对其中一个粒子进行测量,会立刻确定另一个粒子的状态,无论二者相距多远。这种神秘的现象曾让爱因斯坦深感困惑,他还曾将其戏称为鬼魅般的超距作用。 说到爱因斯坦,他的同时代有一位名叫沃纳海森堡的物理学家提出了测不准原理。 该原理指出,粒子的某些成堆物理属性无法同时被绝对精确的测量,比如我们对一个粒子的位置测量的越精准,对其动量的测量就越不精准,反之亦然。 和薛定鳌的猫实验所解释的道理一样,正是测量或观测行为决定并贪索了我们所处的现实,量子力学研究的并非必然结果,而是概率。 在对一个量子系统进行测量之前,他处于所有可能结果的叠加态中。只有当我们完成测量,其中一种可能才会成为现实。 尽管量子力学看似抽象,但其应用却极具实际价值。如今,科研人员甚至商业机构都在研发量子计算技术, 他利用量子叠加态和量子纠缠的特性,以经典计算机无法实现的方式处理信息。量子密码学则借助量子力学原理实现了前所未有的安全防护。 就连为我们日常设备提供动力的半导体和各类电子原件,其工作原理也依赖于量子力学。 这一切都说明,量子力学并非只是关乎科学存在的哲学思考,这些理论早已在现实世界中得到了实实在在的验证。 虽然薛定鳌的猫常被用来铲屎量子力学令人费解的特性,但我们必须明白,薛定鳌本人其实并不完全认同这一理论。 事实上,他设计这个著名的思想实验,正是为了指出将量子力学规律套用到宏观物体上的荒谬之处。 在量子理论中,当一个系统未被观测时,其波函数会根据虚定厄方程随时间平滑衍化,而一旦完成测量,波函数就会发生瘫痪,被其中一种可能的结果取代。 虚定厄始终对这一观点感到不安,于是他设计了这个思想实验,以此凸显理论中的矛盾之处。 毕竟,像猫这样实实在在的宏观物体,怎么可能真的处于既生又死的叠加态中呢? 薛定鳌的不满并非认为量子力学的理论是错误的,而是觉得它并不完整。他相信 量子力学无法充分描述我们所体验的现实世界。而多世界理论的支持者则认为他们的解释填补了薛定鳌眼中量子力学的理论空白。 实验中的波函数从未发生瘫痪,只是分裂出了所有可能的结果,每一种结果都存在于专属的独立宇宙中。 如此以来,虚定厄的猫并非在同一个宇宙中既生又死,而是在不同的平行现实中分别处于生和死的确定状态。 但要接受这一观点,我们就必须承认无限宇宙的存在,因为任何人做出的每一次观测都会引发一次类似的宇宙分裂。 关于多重宇宙,存在着诸多文化层面和科学层面的解读,且这两类解读大相径庭。 文化层面的多重宇宙核心围绕着人类的生活展开。人们常常会设想,如果自己搬到了另一个城市,选择了不同的职业,培养了别样的爱好,或是拥有一段不同的感情,人生会变成什么样。 他们会想象那些未曾选择的过往,试图描写另一种人生的可能。文化意义上的多重宇宙更聚焦于个体的经历与选择,他并不关心平行宇宙在物理层面是否存在,而是对不同的人生轨迹进行隐喻式的探索。 这也反映出我们的一种认知,人生由一连串的选择构成,每一次选择都可能导向截然不同的结果,而这种文化层面的多重宇宙概念往往源于人类与生俱来的假如是的思考本能, 在科学领域,多重宇宙的概念则分为量子多重宇宙和宇宙学多重宇宙。量子多重宇宙试图解释量子物理中测量行为产生的结果,以及人类生活与量子世界的关联。 他认为人类或许同时生活在多个现实中,却对另一个时空里的自己一无所知。 宇宙学多重宇宙则提出宇宙爆炸,也就是早期宇宙的快速膨胀过程,并非只在我们的宇宙中发生过一次,而是频繁出现于其他宇宙。这一过程催生了无数不断膨胀的泡泡宇宙, 我们的宇宙同样经历了膨胀,但如今其他的泡泡宇宙已经处于我们的观测范围之外。那么,物理学家为何认为多重宇宙可能真实存在? 原因在于我们所处宇宙的各项物理属性似乎都精准到恰好能让星系、恒星、行星和生命得以诞生。 如果引力、强度、电磁力等物理常数发生哪怕一丝微小的改变,行星和生命都将无法形成。这一问题被称为微调问题。 物理学家布兰登卡特在一九七零年左右提出了一个观点,试图解释这一微调现象。他认为,或许我们所处的宇宙区域,甚至整个宇宙在某种程度上都是特殊的, 我们应当考虑所有其他可能存在的宇宙,并追问为何我们身处当下的宇宙而非其他。 答案或许是存在着无数个可能的宇宙,而我们恰好身处为数不多的能够孕育恒星、行星和生命的宇宙之中。在绝大多数其他宇宙里,我们所知的生命形式都无法存在。 这些平行宇宙面临的一个问题是,即便他们真的存在,我们目前也无法感知到。科学家们暂时没有办法直接验证多重宇宙理论。有人提出了一些间接验证的思路,希望未来能找到巧妙的方法开展直接实验。 但就目前而言,多重宇宙理论的不可验证性意味着我们没有确凿的证据证明其存在,他依旧是一个无法通过现有科学手段证实的理论。 物理学中还有其他一些无法直接验证的理论,比如,由于宇宙在不断膨胀,而光的传播速度是有限的,我们永远无法观测到宇宙中超过一定距离的区域,这个距离约为四百六十亿光年, 我们只能想象的那里可能存在的一切,而那些未知的事物中或许藏着我们永远无法发现的惊喜。 量子不确定性也限制了我们的观测能力。根据海森堡测不准原理,从理论上讲,我们也无法同时精准测量宇宙中所有粒子的准确位置和运动状态。 物理学的发展已经走到了一个诸多现象无法被直接测量的阶段。如果我们提出的一个理论能够解释,可观测宇宙中的所有现象却需要以多重宇宙的存在为前提。 那么一些科学家会接受人类或许永远无法知晓一切的事实,而另一些科学家则会继续探索其他可能性,拒绝接受这些观测限制。 大多数人都会认同,一个理想的宇宙理论应当逻辑自洽,涵盖一切,且不依赖于那些我们无法观测的事物,但这一目标或许永远无法实现。 一些研究者认为,如果某个事物无法通过常规的科学方法验证,那他就不属于真正的科学,而是伪科学。 这就引出了一个问题,科学的目标究竟是探索宇宙的真相,还是只研究那些能通过实验证明的事物? 我们此前已经探讨过,每当一个量子系统被测量时,他会从多种可能状态的叠加态贪索为单一的确定结果,就将剥毁贪索成处于固定状态的单一粒子。 但问题是,究竟什么才算是一次测量?更重要的是,为何测量会迫使量子系统呈现出确定的状态? 这正是薛定讷对他那个时代的量子历学理论最核心的质疑。正如前文所说,多世界权势认为波函数根本不会发生瘫痪,测量产生的每一种可能结果都会在各自的平行宇宙中发生。 但这一解释也并非完美,每个观测者所处的宇宙都只会体验到一种结果,而另一个宇宙中的观测者可能会体验到另一种完全不同的结果, 这意味着世间根本不存在所谓的实际发生的事件。而这一观点甚至可能彻底推翻迪卡尔我思故我栽的哲学理论,你是你,同时又不是你。 近来越来越多的科学家开始认同不同观测者得到的测量结果可能不同,这会催生主观现实, 比如两个观测者见证同一个事件,比如抛硬币,可能会体验到不同的结果,一个人看到正面,另一个人却看到反面。 显然,这种模糊性引发了关于现实本质的深刻思考。如果不同观测者能体验到不同的结果,那是否意味着根本不存在单一的客观现实? 要让多世界全是成立现实,本身就必须具有主观性。但这也意味着,每一次量子事件,哪怕是最微小的粒子相互作用都会创造出新的平行世界。 世间没有任何事情真正发生,却又同时发生着所有可能的事情。没有任何事物是真实的,却有同时所有事物都是真实的。 在量子理论中,时空的最低能量状态被称为真空。所有物理现象,包括可能存在的多重宇宙都发生在这一状态中。 但如果宇宙之间的空间始终在膨胀,那他就不可能是真正的真空,必然存在某种能量驱动着这种膨胀。 量子场论融合了量子理论和爱因斯坦的狭隘相对论。该理论提出宇宙中存在多种真空态,但大多数都是假真空,并非真正的最低能量态。 由于自然界始终趋向于低能量状态,假真空并非完全稳定,而是处于亚稳定状态。在量子世界中,物质有时会碎穿到更低的能量态,就像一颗弹珠,不用翻过山坡就能从一个山谷跳到另一个山谷, 这一过程被称为假真空衰变。宇宙学家对假真空衰变这一过程十分关注,因为他或许能解释我们的宇宙乃至其他宇宙的起源。 早期宇宙的快速膨胀恰好契合了这一观点。宇宙最初是一个泡泡,由宇宙从假真空碎穿到低能量态的相变过程形成之后,才逐渐趋近于真正的真空。 这一理论的深度早已超出了本问的探讨范围,但值得一提的是,他向我们解释了宇宙的本质究竟有多复杂,多令人费解。不过,目前我们需要掌握的核心要点是 这些关于真空能量态和相变的理论,为多重宇宙的存在可能性以及我们所在宇宙的起源提供的理论解释。 尽管这些想法看似抽象,但他们对于我们理解现实和宇宙的本质有着直观重要的意义。 需要说明的是,薛定鳄的猫并非唯一一个试图帮助人们理解现实本质的悖论。 二十世纪六十年代,物理学家尤金维格纳对薛定谔的猫实验进行了延伸解读,提出了一个比多世界理论更易理解的设想,即维格纳的朋友思想实验。 他让其他物理学家想象这样一个场景,在实验室里观测薛定鳌的猫实验。从观测者即维格纳朋友的视角来看,在他观测猫咪的那一刻,猫的叠加态才坍缩为确定的状态,非一生即死,这就是他眼中的现实。 但如果我们换一个视角,站在实验室外的维格纳的角度来看,在他向朋友确认实验结果之前,他的朋友和那只猫都处于叠加态中。 如果维格纳的朋友已经观测到了确定的结果,为何维格纳眼中的他们仍处于叠加态? 这一问题引出了一个令人不安的可能性,意识本身或许也会处于叠加态,观测者会陷入多重现实的纠缠之中,直到其观测结果被另一个观测者确认。 近期,格里菲斯大学开展的一项实验利用量子纠缠现象进一步拓展了维格纳的朋友实验的边界还记得吗? 量子纠缠指的是两个或多个粒子之间存在关联,一个粒子的状态会直接影响另一个粒子的状态,无论二者相距多远。 在格里菲斯大学的实验中,研究人员让两个粒子发生量子纠缠,这意味着对其中一个粒子的测量会立刻确定另一个粒子的状态。实验团队观测到的结果违背了贝尔定律, 这一定理为纠缠粒子之间的关联程度设定了限制,是量子粒子遵循的基本规则。 我们可以用一个形象的比喻来理解这个实验及其意义。想象有两个同步的时钟,一个放在地球,一个放在火星。 正常情况下,由于两地相距遥远,你会认为他们会独立走势。但在格里菲斯大学的实验中,这两个时钟之间存在着神奇的关联。 每当你查看地球时钟的时间,火星时钟会立刻显示出相同的时间,即便二者相距数百万英里,且没有任何信号在他们之间传递。 更关键的是,人们一直坚信这些时钟的运行必然遵循某些宇宙通用规则。比如贝尔定律就指出,如果没有超光速的信号连接,他们不可能显示出相同的时间。 但实验中的时钟却始终完美同步,打破了我们目前对时间和现实运行规律的认知。 这一发现指向的两种可能性,要么我们所认定的信息传播速度无法超过光速的规则存在缺陷,要么更激进的是,这两个时钟根本不存在于同一个单一的现实之中。 人类有着强烈的欲望,想要理解时间的一切。如今,这份探索欲延伸到了宇宙的每一个角落。 作为一个勇敢的物种,我们生活在一颗相对于浩瀚宇宙而言无比渺小的星球上,依靠理论、物理和直接观测这些工具试图解开宇宙的奥秘。 我们希望这些方法是正确的,但探索的过程往往充满等待。 有时实验得出的结果是现有理论无法解释的,有时像广义相对论这样的理论极具说服力,我们会在没有确凿证据的情况下接受它。直到多年后,实验才终于证实了理论的正确性。 有许多激动人心的理论需要时间去验证,因此我们需要保持耐心。 但如果出现了一个更完善且与实验结果相符的新理论,人们便会欣然接受,而非执着等待旧理论被证实。 理论的发展也有其自身的偏好。一位研究者眼中的研究边界在另一位研究者看来或许不值一提。即便是在科学领域,个人的哲学观点也会发挥作用。 每个人都有自己的偏好,即便是研究广义相对论和量子物理的专业物理学家,也会对理论有着不同的个人见解。 比如,一些物理学家认为时间只是一种幻觉,另一些则认为时间是真实存在的。 这一问题最终会回归哲学范畴,因为我们无法跳出时间的维度去验证它究竟是幻觉还是真实存在。 我们只能预测时间是否真的在流逝,或者空间和时间是否处于同等地位,而我们对时间流逝的感知只是一种主观感受。 到这里,我们已经探讨了诸多内容,深入了解了一些关于宇宙乃至更广阔空间的疯狂理论。如果你感到大脑一片混乱,也无需担心。这些知识本就十分复杂,而我们的探索不过是冰山一角。 核心要点在于,这些看似如同科幻小说的想法都基于真实的科学原理,而这些原理正帮助我们探索存在的深层奥秘。感谢阅读,麻烦一键三连,我们下次再见。

宇宙最恐怖的死法不是爆炸,不是瘫痪,不是冰封,而是真空摔变,一种你连感觉都没有的死法,瞬间整个宇宙归零。什么是真空?你可能觉得真空就是什么都没有,但量子力觉告诉你错了,真空不是空的, 真空力有虚粒子不断产生,不断湮灭,瞬间生与死,这就是量子涨落。但问题来了,宇宙的真空是稳定的,还什么 testable 亚稳定的,就像山顶的球,看起来径直,但只要推一下就会滚下去,滚到山底就停不下来了。 如果宇宙的真空也是要稳定的呢?如果有一天,某个地方发生了量子涨潮,触发了真空衰变会怎样?结果你连反应的时间都没有。真空衰变以光速传播,宇宙中没有任何东西比光速快。所以当衰变到达地球,你 不会看到,不会听到,不会感觉到,而是瞬间你和宇宙一起消失,就像从来不存在。但是这可能是最好的死法,因为没有痛苦, 没有恐惧,没有告别,只有归于虚无。也许宇宙诞生于一次量子长落,也许宇宙终结于一次真空衰变,有生于无,归于无,这就是轮回。你觉得真空衰变会发生吗?关注我评论区,聊聊!