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物理定律可能实际允许的 5 件看似不可能的事情

 黄昌易 2018-08-23

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1.永动机

几个世纪以来,发明可以在没有外部力量的情况下持续移动或者做其他有用工作的设备的想法引诱了一代又一代的科学家和研究者,其中不乏一些著名的名字。莱昂纳多达芬奇曾致力于自动纺纱机的设计。罗伯特·博伊尔设想了一个自给自足的漏斗。Blaise Pascal 明智地放弃了研究永动机并发明了轮盘赌轮。

永动机

大型永动机违反各种物理定律,尤其是热力学定律。但诺贝尔奖得主理论家弗兰克·威尔切克提出的 『时间晶体』 似乎已经接近了。时间晶体是一种四维以上的空间晶体晶格,在时空中拥有一种超短程的周期性结构运动。时间晶体的主特质是超对称粒子的超对称破缺即CPT破坏,并粒子组合在空间轴线做非平移运动,揭示了‘超额外维度’粒子的客观存在。时间晶体的运动不需要任何能量,但又不违反能量守恒定律。

2.超距传送

你曾经想象过在一个地方突然消失,在另一个地方突然出现吗?奇怪的是,物理定律中没有任何东西可以阻止这种事情的发生。物理学家 Michio Kaku 在其 2008 年出版的《不可能的物理学》一书中称远程传送为『I级不可能』,这意味着该技术在理论上是可行的,甚至在我们有生之年可以看到这个技术变为现实。

超距传送

事实上,这种传送器已经存在:当然目前不能传送人体,但可以传送亚原子粒子。量子纠缠是阿尔伯特爱因斯坦称之为『鬼魅般的超距作用』的现象,它允许信息和量子态在太空中瞬间传播。1997 年进行的第一次量子隐形传态实验涉及一个光子的量子态在几十厘米远的另一个光子中被重建。而现在,世界量子传送记录超过 100 公里。

3.隐形斗篷

哈利波特的隐形斗篷只是魔法服装的一个虚构例子。但所谓的超级材料也暗示了现实生活中的类似可能性。

超级材料斗篷背后的原理很简单:光波在你视野中的物体周围弯曲,就像水在溪流中的巨石周围绕过一样。

隐形

第一个可以隐形的超级材料是在 2000 年在实验室制造的,很快就会出现基本的隐形装置。但是目前只能对比较小一点的物体有比较好的隐身效果,对于人体大小的物体来说,隐形衣已经被裁定不可能了, 使用隐形斗篷只会让隐形人变得怪异而且更加显眼。相反,这种隐形技术可能可以用来消除地震波使整个城市免受地震的影响。

4.负温度

绝对零度约-273.15°C,表示原子停止热运动的温度。所以似乎不能达到这个极限温度。

——但你可以直接跳到低于绝对零度。根据严格的热力学定义,温度是有序的度量:分子运动速率越低,物体的温度越低。因此,2013年,德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学的物理学家实现了逻辑上的飞跃:他们整理了一系列冷却到几乎绝对零度的原子,创造了一个技术上远低于绝对零度的温度。

原子模型

这些状态实际上可能没什么用。但它们可能会帮助我们研究暗能量,这是一种将宇宙分开的神秘东西,因为有些人认为它具有负温度。

5.『双性』物质

通常情况下,当物质与其相反的反物质接触时,两者都会在突然爆发的能量中『湮灭』。幸运的是,我们生活在一个拥有大量物质和非常少量反物质的宇宙中。

反物质

但话说回来,奇怪的是,宇宙中有些东西既是物质,又是反物质。所谓的 Majorana 费米子就是他们自己的反粒子,能够在适当的条件下自我毁灭。物理学家长期以来一直怀疑中微子可能属于这一类物质,但是很难证明,因为观测到中微子湮灭这种情况可能在100万亿亿年之中才能发生一次。

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