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5个令人为之惊艳关于宇宙和现实的物理学理论
2016-08-21
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自从一百年前开始,新的物理理论和概念引领创造出许多革命性的成果。

量子力学和相对论以及它们深澳的概念,不仅让我们对于有关基本粒子范围到整个宇宙的基本物理学的认识有了改变,而且有关它们对于空间、时间、物质架构、宇宙、基本粒子等等的奇特阐述 ,似乎也预言着许多即使在十年以前都还是令人难以置信的事情。这些概念的介绍如:弦理论(strings)、膜(branes)、多重宇宙(multiverses)、平行世界(parallel worlds)和多次元空间(multi-dimensional space)等等,都是因着这两个物理学理论而产生的结果,并伴随着其他许多需要在未来加以证实的揣测。据推测,这些观念和理论所阐述的内容远远领先在我们的时间之前,因此必须在拥有先进科技的世代中,方能得以证实。本文当中,是一些目前已经备受讨论之神祕的物理学理论。

1. 量子意识

这个理论是为了解决量子力学的测量问题,而此物理测量的结论,就是我们的想法,关系着最后产生的结果。为了试着解决量子力学知中测量的问题,物理学家们必须履次地面对尚未获解之意识困境。虽然有众多的物理学家企图略过此一问题,然而这似乎也意味着在量子层级之中意识选择的经验和其经验的结果之中存在着一个连结。尽管还不是相当确定,但近来许多在以基本粒子为基础的经验结果上,都展现了紧密的关联性。一些物理学家,如罗杰·潘洛斯(Roger Penrose),认为目前物理学尚未具备有解释意识的能力,而那意识的本身与奇妙的量子世界则有着相互连结。

2. 多重世界理论

根据这个理论而言,除了我们的宇宙之外,还有无限多个数不尽的其它宇宙存在着。这个理论原来是用于解决神秘的量子力学诠释下的粒子以及它们波粒二象性的本质和因果关系原则。而在多重世界理论之中,你并非只存在于一个空间之中,更确切的说,有着无限版本的你存在于其它世界当中,并且可能有着完全不同的行为举止。在多重理论之中,每一个版本的你拥有个完全不同的命运。这个理论有着许多的变化,好似创造者以数不尽的泡沫般宇宙持续不断的出现又消失来描绘整个宇宙。这个宇宙的概念甚至与认为宇宙的创造在137亿光年前就发生的大爆炸理论持相反意见。科学家们甚至进一步认为,所有一切都有着许多独立行动的大脑,而我们的观察是在我们许多大脑之中的一个反射,而由其他所观察到的东西,则有可能完全地不同。

3. 现实并不存在

就如科学家一般,有关现实存在的真正意义,长期以来在哲学家之间也是一个热烈讨论的问题。直到量子力学,以及海森堡(Heisenberg)的测不准原理(uncertainty principle) 的出现,争议则在于是否我们所观察到的事物存在于我们的心智之外,或是如同理想主义者所认为的是我们心智感知之物。无论如何,量子力学在量子层级上革除了宇宙的一个决定性观点,认为在我们观察之中的不确定性可能和因果原则相牴触。根据这个宇宙的概念,近来的实验皆显示出,现实境况除非是在观测之下,否则实际上可能并不存在。一项由澳洲国立大学研究人员所进行的波粒二象性研究中指出,粒子或波在它们被观测之后呈现存在的状态。换句话说,观测就是一切,而现实的境况只有在观测发生时才会存在。

4. 我们的宇宙是一巨大的全息图

全息图是一种将3次元物件的讯息储存在2次元的相片底片之中的设备,此技术是将单一雷射光束照在一物体上,并将其干扰模式储存在底片上。这个反向的行动,就像是在一个已存在影像的底片上,打上一束有如雷射光,连贯一致的来源光,而此时将产生一个流动性的3次元图案。根据将3次元物件的讯息保存在2次元平面上的原理原则,全息宇宙理论认为我们的宇宙也是一个较低次元表面架构的投射。物理学家杰拉德·胡夫特(Gerard t’Hooft)是第一位有系统的以资讯理论(information theory)阐述全息原理。而此一观念后来也在1997年时受到物理学家胡安·马尔达西那(Juan Maldacena),以及在近来受到日本研究团队的加以研究发展。他们的研究显示出一个可能性,也就是我们宇宙中所有的一切,可能仅是来自于一个毫无重力且较为平坦的空间所产生的全息图,不管我们可能从来都不知道我们是否住在一个全息图之中,表面上说来是不可能的,因为那是一个无法探测且极为小型的次元。

5. 看似为我们宇宙的一切,深深的烙印在巨大的黑洞之中

此一观点早已是科幻小说的一大主题,但如今这项新的理论,根据螺旋形式掉入黑洞之中的数学模型而来,并且提供这个概念一个具理论性的支持。印第安纳大学Nikodem Poplawski是第一位提出此理论的物理学家,他认为我们的宇宙可能确实是在一个巨大的黑洞之中所创造,并且受困于其中,而它自己则可能存在于另外的宇宙当中。这项理论之中所含的奇异的内容尚未获得证实,或甚至完全还没有就理论性的观点做测试。但如果这是真的,那幺所有其他的黑洞可能就将成为那些我们还不知道的宇宙的最佳后选人。


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