量子力学表明宇宙是“弹簧”?诺奖得主:势能函数已证明了这一点


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量子力学表明宇宙是“弹簧”?诺奖得主:势能函数已证明了这一点




如果有人跟你说我们的宇宙实际上是一个“大弹簧” , 那么你肯定会说这个人疯了 。
稍有科学常识的人都知道 , 我们的宇宙是一个“有限无界”三维平面结构 , 怎么可能是弹簧这样的物体呢?
但如果提出这个说法的人是大名鼎鼎的诺贝尔奖得主 , 那么不要说普通人 , 就连权威的科学家也要仔细思忖一番 。
难道我们的宇宙真的是“弹簧结构”?

要理解这个说法 , 我们首先要掌握一个基础的科学知识 。
我们身处的三维宇宙就好像一台“永动机” , 宇宙中从最小的量子尺度粒子 , 再到巨大的黑洞天体 , 所有的事物无时无刻都处于绝对运动和相对静止的平衡中 。
人类很早之前就在思考这个问题 。
究竟是什么样的力量推动着这些巨大的天体能够在上百亿年的时间长河中一直转动呢?
这样一股能够运转整个宇宙的力量该有多么强大?

1687年 , 伟大的科学家“艾萨克·牛顿”率先发现了宇宙中存在无比强大的力量 , 他将其称之为“万有引力” 。
但遗憾的是他无法完全洞察这股力量的来源 , 于是只能将其归咎为“上帝的手” 。
228年以后 , 爱因斯坦提出了广为人知的“相对论” , 勉强解释了引力是由质量扭曲时空产生的 。
但随着研究的深入 , 尤其是量子力学问世以后 , 科学界发现我们的宇宙并不是只有引力“这双手”在操控 。
除了引力以外还有“电磁力、强力、弱力”等三个作用力 , 它们主宰着万事万物的发展变化 , 世人将它们统称为——“宇宙四大基础作用力” 。

1938年 , 诺贝尔物理学奖得主“恩里克·费米”在研究强、弱相互作用力的时候 , 发现它们之间相互耦合的运动轨迹和我们日常熟悉的“弹簧结构”非常相似 。
任何粒子之间的相互作用关系都可以用数学函数(势能波函数)来描述轨迹 。
结合“胡克定律”对函数幂次的同类项消除 , 我们可以得到一个非常相似的“同频共振函数值” , 这就是所谓的“基础作用力弹簧结构式” 。

量子是宇宙是一切物质粒子最小的单元 。
如果不同粒子之间的相互作用可以用弹簧的运动方式或者关联现象来描述 , 那构成宇宙一切宏观物质的原子就更不必提了 。
用科学推导的思维来说 , 我们的宇宙就好像是一个“大弹簧” , 或者说是建立在无数个小弹簧的基础上“时空体” 。
只不过由于这些弹簧太小、作用力释放的能量太过微茫 , 所以一直以来科学界都没有找到实验证据来证明这一点 。
【量子力学表明宇宙是“弹簧”?诺奖得主:势能函数已证明了这一点】但从数学的角度来说 , 这个比喻还是很恰当的 。

宇宙究竟是什么样子?
著名科学家“史蒂芬·霍金”曾经说过:“人类目前的科学技术只能看到宇宙的冰山一角 , 980亿光年也只是可观测宇宙的范围 , 我们就好像一群蚂蚁站在偌大的地球上 , 看着面前平坦的大地误以为宇宙也是一个平面” 。
不过这并不是说宇宙和地球一样是一个“球状”(霍金认为宇宙是超几何平面) 。
量子力学给我们提供来一个截然相反的研究思路 , 如果我们无法从宏观上判断宇宙结构 , 不妨把视线投向量子宇宙 , 通过研究“量子宇宙”的奥秘来预测“宏观宇宙”的真相 。
尽管研究微观粒子从科学手段上来说要比研究980亿光年(估算)的宇宙更简单 , 可量子力学特殊的物理性质甚至连相对论面对它都“完全失效” , 这一条科研之路并没有人们想象得那么简单 , 我们距离宇宙的真相还有很长一段路要走!

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