1927年,海森堡提出了不确定性原理,认为我们不可能同时知道一个粒子的位置和它的速度。 粒子位置的不确定性,必然大于或等于普朗克常数(h)除以4π,用公式表示为:ΔxΔp≥h/4π
海森堡说:“在因果律的陈述中,即‘若确切地知道现在,就能预见未来’,所得出的并不是结论,而是前提。我们不能知道现在的所有细节,是一种原则性的事情。” 不确定性原理,不像相对论那样惊世骇俗,不像量子纠缠那样让人浮想联翩,也不像大爆炸理论那样匪夷所思,但它却是宇宙万物的最根本原理。 根据不确定性原理:一个粒子的位置和动量,不可能同时被精确测量;当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动;否则,如果粒子完全停下来,那它的动量和位置就可以同时精确的测知,而这是违反不确定性原理的。 不确定性原理,预示了真空中蕴藏着巨大的本底能量, 它在绝对零度条件下仍然存在。 粒子在绝对零度时的振动(零点振动),所具有的能量,就是蕴藏在真空中的本底能量,称为真空零点能。 1948年,荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔提出了一项检测真空零点能存在的方案。卡西米尔猜测:如果使两个不带电的金属薄盘紧紧靠在一起,较长的波长就会被排除出去;金属盘外的其它波就会产生一种往往使它们相互聚拢的力,金属盘越靠近,两者之间的吸引力就越强。 1996 年,物理学家通过实验验证了卡西米尔效应的存在,证实了真空零点能的真实存在。
量子真空是一个非常活跃的空间,它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。 量子真空涨落,粒子和虚粒子,瞬间成对产生,瞬间成对消失。
粒子和虚粒子成对产生又成对消失,在时间上是对称的。 但是,这种时间上的对称,存在着不确定性。量子真空涨落,发生时间对称破缺事件,导致虚粒子消失得略微快一点,粒子消失得慢一点。 原本处于平衡状态的真空,被不确定性打破,真空无中生有地产生出一个粒子来。 这个凭空产生出来的粒子,通过观察者效应,导致周边的量子真空涨落失去平衡,也凭空产生出一个粒子来。 就这样,真空犹如推倒了多米诺骨牌,物质粒子成指数级产生。由于传递速度极快,超过了光速,就像发生一次大爆炸。 物质粒子大量产生,引力逐渐发生主导作用,并最终阻止了真空的多米诺骨牌倒塌。 在引力的主导下,物质粒子开始聚合,最先产生出氢元素和氦元素来。 聚合继续下去,原本看起来均匀的物质粒子,开始分化成为一团团星云。 星云里的物质继续聚合,开始有恒星产生。 恒星通过核聚变,产生出更重的元素来。 大约经过100多亿年的演化,生命产生了。 生命经过几十亿年的演化,演化出结构极复杂的大脑,意识便产生了。 先前的大爆炸理论,虽然可以完美地解释宇宙万物演化的过程,但是那个质量无限大体积无限小的“奇点”无法解释。“奇点”为什么平白无故地出现在那里?有的人解释说,是前面的宇宙坍缩而来。即便如此,那前面宇宙又从何而来?这样的追问,便陷入了逻辑的死循环。 宇宙中所有的物质,都来源于零点电磁涨落能。我们身上的每一个物质粒子,都在不停地与真空零点能发生能量交换。可以说,宇宙之中的任何一个物理体系,都不可能处于绝对孤立的状态。
在极小的时刻里面,空间和物质是统一的。空间瞬间转化成物质,物质瞬间转化成空间。这样看来,量子力学给人的世界观,实在而又充满活力。粒子和虚粒子都是物质,只不过是它们的性质正好相反而已。那些鼓吹量子力学接近“佛学空性”的,真真是对量子力学的误解。可以说,量子论,才是真正的唯物论。 确定性给人安稳的感觉,但绝对的确定性只是一个僵死的世界。对称是一种美,但绝对的对称却是一个没有创造力的世界。 我们讨厌不确定性,但不确定性却给予我们一个充满活力的世界;我们害怕不确定性,但不确定性却激发了我们的创造力。 因为不确定性原理,真空充满量子涨落,又因为不确定性原理,时间对称产生破缺,导致物质瞬间产生。
因为不确定性,从量子真空涨落中产生了宇宙万物;因为不确定性,宇宙万物演化出了大脑;因为不确定性,大脑便有了自由意识;因为有了自由意识,人才有了作为人存在的意义。 科学家设想:根据物理真空的性质,可以从空间任何一点提取零点能,并转换成我们所需要的能量形式。 如果零点能可以提取,无疑是人类所能够利用的最佳能源了。真空零点能量,是最洁净、最廉价的能源,没有之一。 大自然赐予的“免费的午餐”,人类何时才能领取? |
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来自: 楚科奇0118 > 《宇宙、物理、科学》