量子力学中有许多神奇的现象,已经被实验证实,宇宙大爆炸也是一门反直觉的理论。
叠加态
叠加态应该是最神秘的物理现象了,在我们常识中,左和右、上和下、有和无、生和死等等,都是相互排斥的事物,但是在量子力学中,叠加态居然允许相反的事物同时存在。
这并非量子力学的数学技巧,而是量子力学描述这样的叠加态真实存在,否则量子力学就是不完备的;这样就导致了很多有趣的结果,比如在双缝干涉实验中,一个粒子就同时穿过了两条缝,在“薛定谔的猫”思想实验中,猫居然处于“生”和“死”的叠加状态。
隧穿效应
量子力学中还有一个隧穿效应,描述粒子有一定概率穿过高于粒子能量的势垒,由于宏观事物也是由基本粒子组成,所以理论上一个人,也是有一定概率穿过墙壁的。
甚至我们还能估算出一个人穿墙概率的数量级,建立定态的薛定谔方程,可以得到粒子穿越势垒的概率方程:
最后可以估算出,一个人穿墙的概率在10^-100数量级,这么小的概率,哪怕你每秒撞墙一次,等宇宙毁灭了数亿亿次,你也太不可能穿墙一次,但是这个非零概率真实存在。
宇宙大爆炸
宇宙大爆炸理论预言,我们宇宙诞生于138亿年前的一次暴涨,宇宙从一个没有体积的点,暴涨为如今的世界,这是非常颠覆常人认知的。
但是宇宙大爆炸理论,却得到了众多证据的支持,比如宇宙微波背景辐射、哈勃红移、宇宙各向同性、宇宙元素丰度等等;目前宇宙大爆炸理论是解释宇宙诞生和演化的最佳理论,除此之外,还没有任何理论能做得更好。
混沌理论
混沌理论应该是科学理论中,最让人讨厌的理论之一了,因为该理论告诉我们,精确预言事物的长期发展是几乎做不到的事。
在物理学中,牛顿力学和相对论力学可以预言天体的运动,当我们把天体限制为三个时,就成了三体问题,而三体问题是科学上无法解决的难题,而且已经被证明永远无法解决。
我们无法长期精确预言三体运动,即便我们知道三体运动精确遵循力学定律也不行,这就属于混沌问题;还比如流体力学中,我们知道每个分子都遵循力学定律,但就是无法解决湍流问题。
光速限制
在我们常识中,如果把一个物体不断加速,最终就会达到任何速度;但是相对论说,无论你如何加速,都不可能达到或者超过光速,只有静止质量为零的物体才能以光速运行。
光速极限已经被众多实验所证实,比如无论我们制造多么强大的加速器,能把质子加速到光速的99.99999%,甚至在小数点后多加几个9,也不可能把质子加速到光速。
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