66663周前
空间的本质到底是什么?时间真的存在吗?从伽利略的船舱到爱因斯坦的相对论,这个视频将带你一路回顾人类对时空探索过程。 早在公元前四世纪,哲学家们就开始探讨空间的本质。柏拉图认为空间是万物生成的舞台,却没有任何实质属性。他的学生亚里士多德则坚持虚无无法存在真正意义上的空间概念,直到两千多年后的科学革命才逐渐清晰。 十七世纪现代科学兴起,宇宙运行被抽象为物理定律,人类开始用数学而非神话去理解世界。在这场变革中,艾萨克·牛顿奠定了基础,但伽利略的贡献同样不可忽视。 一六三二年,年过六旬的伽利略出版了《两大世界体系的对话》,将自己对空间与宇宙的思考汇集成书。为了绕开地球绕太阳运动的争议,他设计了一个想象实验:一名水手被关在船舱里,舱内有餐具、金鱼缸、几只昆虫和飞鸟。船停泊时一切静止有序,风浪来临,船舱摇晃,餐具翻落,水溢出鱼缸,鸟虫惊飞。 然而当船恢复平稳航行,舱内又仿佛静止无事。由此伽利略意识到,在没有外部参照的情况下,人无法通过舱内的观察判断船是否在运动。他得出结论:空间中不存在绝对静止,平稳均匀的运动对观察者来说就像静止一样,一切运动都是相对的,这正是相对性原理的最初雏形。 伽利略设想的水手轻轻漂浮在船舱中,任凭地球自转、绕太阳公转、太阳系在银河系中旋转以及银河系在宇宙中缓慢移动,他却丝毫毫感受不到到任何震动。在这浩瀚的宇宙旅程中,即使离开出发地数百万公里,他仍旧安然无恙。 伽利略通过这一想象实验让我们意识到,没有直接感知的窗口,运动与静止本质上是相对的。然而这本书一经问世,再次触怒了教会,坚持日心说的伽利略被判定为异端,他的著作也被列入禁书目录,直到一八三五年才被移出。 伽利略的遭遇并未让探索停止,几十年后,欧洲迎来了两位围绕“空间本质”展开激烈辩论的思想巨匠:一位是艾萨克·牛顿,1642年生于英国,正值伽利略逝世的次年,他被后世视为科学史上最伟大的思想家之一,奠定了经典力学的基础;另一位是德国的莱布尼茨,1646年出生,既是是数学家也是哲学家,他提出了许多深刻的形而上问题,其中最耐人寻味的是“为何宇宙中有‘存在’,而非‘虚无’?” 牛顿与莱布尼茨的冲突最初源于微积分的归属问题,虽然莱布尼茨率先发表了成果,但牛顿坚称自己的思想被剽窃。作为皇家学会会长,牛顿设立委员会调查,结果支持了他,这让两人的敌意进一步加深。紧接着,他们在另一个问题上再次交锋——旋转
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量子科技是以量子力学基本原理为基础,利用量子叠加、量子纠缠等特性,实现量子计算、量子通信和量子精密测量等功能的技术 。其应用场景广泛,主要包括以下几个方面: - 通信领域 :量子通信利用量子态不可克隆和量子纠缠等特性,可实现信息的绝对安全传输。如我国的“墨子号”量子卫星,成功实现了星地量子通信,构建了全球首个天地一体化量子通信网络。此外,量子通信还可应用于政务、金融等对信息安全要求极高的领域,如全国首条量子通信光纤链路“京沪干线”,保障了政务、金融等数据的安全传输。 - 计算领域 :量子计算具有强大的并行计算能力,能在极短时间内处理复杂问题。在生物制药领域,可用于模拟分子结构和行为,加速药物研发进程,节省研发成本;在金融领域,可应用于量化交易、风险控制等,通过对大量金融数据的快速分析和优化,提升金融决策的准确性和效率。 - 精密测量领域 :量子精密测量利用量子传感器的高灵敏度,可实现对微小物理量的精确测量。在安徽合肥的世界首座量子应用示范变电站中,单光子气象雷达监测设备通过发射激光和接收单光子信息,可对周边15公里的气象情况进行精准预测;输电电杆上安装的量子姿态传感器,能精准感知地球磁力万分之一的敏感信息,判断电杆是否发生位移。 - 能源领域 :量子计算可用于电力系统的动态数据计算和优化调度,提升能源网络的安全稳定性和运行效率。同时,量子精密测量技术可用于能源设备的状态监测和故障诊断,提高设备的可靠性和使用寿命。 - 人工智能领域 :量子计算与人工智能结合,可提升人工智能的学习和推理能力。量子计算机的超强并行计算能力能够加速人工智能算法的训练和优化,在图像识别、自然语言处理等领域发挥重要作用。
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热力学第二定律,只有信念能永恒 信念,是宇宙中最虚无缥缈的力量,却能穿透热力学第二定律的混乱熵增宿命,重塑时间流逝的意义。熵,是热力学第二定律的核心参量,它定义了自然界物理过程的方向,刻画了一个系统的无序混乱程度。在一个孤立系统中,总熵永远不会减少。而对于自发过程,熵总是增加。这意味着,宇宙作为一个整体,从138亿年前的大爆炸开始,一直在不可逆转地从有序走向无序,从集中走向分散。一颗有序燃烧的恒星,只会走向耗尽燃料后超新星爆发的混乱方向,而不会从散逸的星云中自发地重新聚合;一个结构精密的星系,其漫长的演化历程也只会走向耗散远离,绝不会自发地倒转回初始的原始气云。这种由有序到无序的单一指向性,为时间定义了物理性流逝的方向,即“时间之箭”。混乱并消逝,是宇宙的终极宿命;而时间,是这一宿命的度量。在宏大的物理宇宙框架下,我们无法逆转时间箭头,也无法改变熵增洪流的洗礼,以今日之认知改写昨日之宿命。但人类的信念,却总能本能地驱使我们去对抗混乱的宿命,在洪流中奋力创造并守护有序的低熵状态。疾病会康复,战争会停止,痛苦会消失,信念让我们感受到冰冷时间箭头下无数温暖的瞬间。尽管这一切美好的延续也许是暂时的,但在人类的时间尺度下,炽热的信念之火是对抗熵增宿命的永恒力量。#探索宇宙 #顶级视觉盛宴 #热力学第二定律 #熵增定律 #信念
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