周勇//7.11日小暑五日//鹧鸪天二首·读相对论与量子纠缠有怀//小暑·夏景·夏意(五)

      题记:相对论成,时逾百年,谁知大咖,早已明研。时空伸缩,寻常之事,引力光弯,曲线相牵。愁恼失眠,长夜漫漫,烦聆钟表,几度熬煎。开心喜乐,良辰速快,花烛金名,日月飞旋。先师求索,再启争端,隐变纠缠,立论颇难。忽幻有缘,怎拘典训,叠加无尽,力证缩坍。信疑生死,空明状态,真伪浮休,浑沌之间。诺奖判裁,绝非定论,大千沙界,上仰奇观。

鹧鸪天·爱因斯坦与相对论

      科学巨匠世闻名,寰球载誉气纵横。奇论相对二耕作,一统时空天际形。

      宗师志,韧真诚,鸣雷闪电劲长生。只身钻研辛勤苦,天道昭彰功自成。

    注:相对论以惯性系不变原理和光速不变原理为基础,重建了整个物理学体系。根据相对论原理,当物质加速运动时,质量增大长度缩短时间延长。相对论自从问世以来,一直被质疑,从未被推翻。科学实验不断验证爱因斯坦的预言。尽管很少有人理解相对论,但并不妨碍人们应用其理论成果。

      赫赫有名的质能方程式就是相对论的一个结论,这个方程式推动了原子弹的研究。

鹧鸪天·题量子纠缠理论

      量子幽灵深莫探,宏观微细苦详参。纠缠万里似亲见,混沌千形如谬谈。

      谁破局?怎研戡?登攀看我上科坛。无穷妙用中华始,弯道超车气不凡。

      注:二十世纪初笼罩在物理学万里晴空中的两朵乌云,一个是相对论,一个是量子力学。量子纠缠让物理学家迷惑不解:两个纠缠在一起的粒子,当一个状态发生改变,另外一个也相应改变,即使相隔万里,仿佛有超距离力存在一样。量子力学另外一点就是测不准原理,著名的薛定谔猫,它的生死竟然是由观测者神奇决定,让人觉得如同谬论。我国科学家利用量子神奇的性质,在量子应用方面 (如量子卫星和量子计算机量子雷达)走到世界最前列,实现了科学技术创新方面的弯道超车,可喜可贺!

          我们的宇宙是真实的存在吗?

      现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,我们的地球其实就是太阳系中的一颗行星,地球之所以能够诞生生命,是因为地球满足了生命诞生的基本条件,在地球生命中,人类是地球上唯一的智慧生命,从人类诞生以后就开始不断的探索世界的奥秘,经过几千年的科技发展,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度很快,人类之所以能够有如此之快的发展速度,离不开伟大的科学家,在人类科技发展的道路上,出现了很多科学家,比如说牛顿、爱因斯坦、伽利略、霍金等等。

      如果没有他们,人类科技发展可能会倒退几百年,为了奖励这些杰出的科学家,还专门设立了诺贝尔物理学奖,在1897年,一份遗嘱的公布在瑞典引起了轩然大波,诺贝尔是瑞典人,在1833年出生,他是一位优秀的发明家、工程师、化学家、企业家,他的一生一共有350多种专利,在诺贝尔即将辞世之际,诺贝尔立下了遗嘱:请将我的财产变作基金,每年用这个基金的利息作为奖励,奖励那些在前一年为人类做出卓越贡献的人,从1901年开始,诺贝尔奖正式开始发放,从1901年到2022年,一共有900多位科学家获得了诺贝尔奖,看到这里,可能很多朋友会产生一个疑问,就是诺贝尔到底有多少钱,为什么这么多年都没有发完?

      根据当时律师对他的资产进行预估,预估的总值大约是3100万瑞典克朗,相当于18亿欧元,不过就算是资产再多,一直花也会花完的,毕竟每年得奖的人那么多,如果说诺贝尔奖只是放在银行进行发放,早就用完了,但是诺贝尔奖当时只拿出了300万瑞典克朗作为流动资金剩下的2800万瑞典克朗并没有全部放在银行,而是投资了基金,通过投资带来的回报,每年拿出百分之90的收益,作为诺贝尔奖金,所以到现在,这个奖金的本金还都没有动,只是拿着投资挣的钱在发放,其实现在来说,诺贝尔奖已经成为了一种荣誉。激励着各个国家的科学家。

      2022年诺贝尔物理学奖颁发给了法国科学家阿兰.阿斯佩、美国科学家约翰.克劳泽和奥地利科学家安东.蔡林格,以表彰它们在纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学方面所做出的的贡献。从这个结论得出,我们所处的宇宙实际上可能不是真实的,这个结论来自量子力学近50年的研究发现:在微观尺度上,物体的属性在被测量之前是不确定的,而是所有可能的量子态的叠加,可能很多人不懂什么是量子态叠加?在量子力学中,有一个著名的思想实验,这个实验就是薛定谔的猫,其大概意思是:将一只猫放在一个封闭的箱子里,这个箱子里装有少量的镭和氰化物,镭存在一定的衰变几率,这个几率是百分之50。

      如果镭发生衰变就会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,这时候毒气就会被释放出来,猫就会死亡,如果镭没有发生衰变,那么毒气就不会被释放出来,这时候猫也不会死亡,如果按照经典物理学的解释,猫只能够存在一种可能性,死亡或者活着,但是按照量子力学的解释,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变的两种叠加状态,所以猫也处于死亡和活着的叠加态,当时爱因斯坦听了这个实验之后非常高兴,毕竟在经典物理学中,不可能存在一只既死又活的猫,但是根本哈根学派认为,如果在微观世界,没有打开盒子之前,猫是处于死亡和活着的叠加态当中,在打开盒子的一瞬间,所谓的波函数坍塌,量子回到本征态,猫的生死就确定了。

      简单来说就是,当我们没有打开盒子的时候,盒子里面有两只猫,一种是死亡的猫,还有一种是活着的猫,因为这时候两只猫处于叠加状态,但是打开箱子之后,其中一种叠加态就消失了,也就是说其中一只猫就消失了,剩下的另一只猫就是我们所看到的结果,看到这里,相信很多人都会觉得不可思议,但是在量子世界中,这是很常见的事情,量子力学告诉我们,微观粒子的行为和我们平常看到宏观物体的行为很不一样,在微观世界中,粒子除了能够叠加之外,还能够彼此关联起来,形成一种特殊的状态,科学家将这种状态称为是纠缠态,在这种情况下,两个粒子的属性是相互依赖的,比如说一个粒子上旋转,那么另一个粒子一定是下旋转。

      它其实有点类似心灵感应,当两个人存在不同的城市中,其中一个人受了伤,另一个人也能够感应到,很多科学家认为,心灵感应就是一种量子纠缠现象,著名的物理学家爱因斯坦第一次知道量子纠缠之后,都觉得不可思议,爱因斯坦将其称为是“鬼魅般的超距作用”,认为它是错误的,量子纠缠能够无视距离,也和叠加态缠绕有关系,比如说,一个具有0自旋的粒子突然衰变了,变成了两个粒子,那么这两个粒子由于都是由同一个粒子衰变而来的,所以在最初状态就建立了联系,未来,不管这个两个粒子距离有多远,这种联系会一直存在,具体表现就是叠加态的相互缠绕,纠缠粒子之间的叠加态会超越空间和时间进行相互作用。

      叠加态原理是量子力学当中一个基本原理,它说明了波函数的性质,如果ψ1是体系的一个本征态,对应的本征值为A1,ψ2也是体系的一个本征态,对应的本征值为A2,根据薛定谔方程的线性关系,ψ=C1ψ1+C2ψ2也是体系一个可能的存在状态。简单来说就是微观粒子可以同时位于两个甚至多个地点的状态,更加诡异的是,直到有人观察它的时候,叠加态才会坍缩成一个确定的状态,看到这里,相信很多人都觉得非常惊讶,其实不仅仅是普通人对量子力学感到惊讶,就连著名的物理学家们都为量子力学感到惊讶。波尔曾经说过:谁要不为量子理论感到震惊,那是因为他还不了解这个理论,费曼先生曾经说过:我想我可以相当有把握的说,没人能够搞懂量子力学。

      量子力学对我们日常理解宇宙的影响非常大,在我们现实生活中,认为梨的黄色性质是客观真实的,但是在量子力学当中,如果没有观察,这个属性其实是不确定的,它可能处于红色或者黄色,这使得我们对真实性的看法受到了质疑,曾经著名的企业家马斯克认为,人类生活在真实世界的概率还不到十亿分之一,有可能我们就是被高级文明设计出来的虚拟人物,而我们的世界也是虚拟世界,虽然大部分人都无法接受这个理论,但真相往往就是如此残酷,不少科学家认为,如果宇宙中存在高级文明,那么我们的世界可能就是高级文明设计出来的,科学家将宇宙中的文明等级划分为四个等级,分别是一级文明、二级文明、三级文明和四级文明。

      一级文明就是能够利用本星球上所有的资源,如果说人类的文明等级能够达到一级文明,那么我们就能够利用地球上所有的资源,二级文明被称为是恒星文明,如果人类的文明能够达到二级文明,那么人类就能够制造出戴森球来,这是一种能够将恒星包裹起来的装置,并且源源不断的吸收恒星的能源,三级文明被称为是星系文明,如果人类的文明能够达到三级文明,那么人类就能够利用银河系中所有的资源,四级文明被称为是宇宙文明,如果人类的文明等级能够达到四级文明,那么人类就能够利用宇宙中所有的资源,科学家根据宇宙大爆炸的理论得出,在宇宙大爆炸10亿年之后,宇宙中的环境开始变得稳定,这时候宇宙中出现了第一批诞生的行星。

      如果按照生命起源的时间来计算,那么在宇宙大爆炸50亿年之后,一些适合生命生存的行星上面可能已经出现了智慧生命,而现在宇宙已经诞生138亿年,我们很难想象一个发展了几十亿年的文明,它的科技强大到哪种程度,或许他们的文明等级已经达到了四级文明,并且能够制造出一个虚拟宇宙来,其实在我们的日常生活中,同样存在很多虚拟世界,比如说我们平时玩的游戏,游戏本身就是一个虚拟世界,对于我们来说,我们能够清楚的知道,游戏是假的,但是对于游戏里面的人来说,它们并不知道游戏是虚拟的,它们认为游戏世界就是真实存在的。有没有一种可能,我们所看到的世界其实也是别人眼中的虚拟世界?

      其实想要证明我们的宇宙世界是虚拟的,只要我们能够找到宇宙中的BUG,就能够证明宇宙是虚拟的,在上世纪80年代的时候,互联网还没有全球大规模的普及,当时物理学家约翰.惠勒就提出了宇宙的本质是数学,一切物质本质上都是信息量不同的信息,除了一些物理学家之外,很多哲学家都认为人类生活在高级文明设计的虚拟世界当中,只不过现在人类还不能够确定而已,如果说有一架超级量子计算机,它是不是能够模拟出一个足够真实世界,或者说模拟出一个现阶段人类找不到破绽的虚拟世界,目前科学家也在积极的研究量子生命,在2018年的时候,西班牙巴斯克大学的恩里克.索拉诺研究团队,在IBM公司提供了5个量子比特量子计算机。

      用于创造量子生命,如果说这项实验能够成功,那么相当于我们也制造出了一个完整的虚拟世界来,既然人类能够制造出虚拟世界来,那么对于高级文明来说,制造出一个虚拟宇宙来说也是可以的,只不过现在人类的科技想要找到宇宙中的BUG,还是非常困难的,一直以来,我们都生活在一个神秘的量子世界中,量子力学的神奇远远不止我们现在所发现的这些,现在量子力学和相对论被称为是科学界的两大支柱,不过这两个理论当中,还存在一定的漏洞,按理来说,量子力学和相对论应该能够结合在一起,毕竟我们的世界是一个整体,但是在相对论中,能够完美的解释引力,却无法解释强相互作用力、弱相互作用力和电磁力。而量子力学能够解释强相互作用力、弱相互作用力和电磁力,却无法解释引力。

      这说明这两个理论还存在一些漏洞,为了将这两个理论融合在一起,科学家将宇宙维度提升到了11维度空间,这才使得两个理论融合在一起,不过这也只是科学家的一种猜测,真相到底是什么?现在科学家还在积极的研究当中,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和发展,现在人类科技发展的速度很快,但是面对浩瀚的宇宙,人类的科技还是显得非常无力,不过只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的进步,人类一定能够解开宇宙中的奥秘,希望这一天能够早日到来。

                2023.07.11










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