誰在背后,安排了宇宙的一切?愛因斯坦與楊振寧大概是對的

天空之城 2022/07/13 檢舉 我要評論

宇宙的終極思考

量子理論的成果很多,但它很難讓我們接近撒旦的秘密, 無論如何,我確信他不會與宇宙擲骰子。」

這是 愛因斯坦在20世紀給當時的量子力學之父之一, 馬克思·伯恩的一封信。

信中的這句話不僅表明了愛因斯坦當時對量子力學的看法,同時還表露出了自己關于宗教、哲學、宇宙、科學的思考。

回到現實中,不管是科學家還是天文學家, 人們對于宇宙的思考從來沒有停止過,即使是沒有專業知識儲備的普通人也會在仰望星空的時候不禁思考宇宙背后的秘密。

愛因斯坦作為現代物理學的奠基人,同時也是 量子物理學中有著重要影響力的人物。

盡管愛因斯坦在早年間對量子力學嗤之以鼻,但隨著對宇宙研究的深入,愛因斯坦也不得不折服于宇宙的偉大。

牛頓時代,人們對 宇宙的理解絕對且靜止的,但愛因斯坦集百家之長最終從理論中突破了牛頓對宇宙的理解,從而在基礎數學中進行了 重大簡化

如今我們都知道他的 相對論空間與時間的相對關系,并且共同構成了彎曲、扭曲的時空結構。

這種打破常規思考局限的方式讓其他人更仔細地檢查了宇宙的對稱性,時空的這種變化最終帶來的則是進一步觀察,科學家們發現了 正在膨脹的宇宙

自然描述中的 對稱性或許是科學家一直想要解決的問題之一。

在牛頓物理學中,這種對稱性通常有著絕對性,三個空間中的位置變化,仍然可以進行記錄。

絕對空間中的對稱研究被科學家稱作「 伽利略變換」,但這并不是自然界中真正的對稱性。

反而是愛因斯坦對時空的解釋才讓人們意識到時空坐標系中真正的運動變化。

后來 閔可夫斯基進一步完善了愛因斯坦的相對論,并改進了 時空的對稱性

隨后,則是 暗能量的出現和加入,因為隨著人們對宇宙認知的不斷加深,越來越多不可思議的現象開始出現在物理理論中。

傳統物理到了這一時期已經很難解決宇宙物理中的問題。

現代物理發展的頂峰

愛因斯坦是第一個將他的 空間和時間可塑性思想應用于整個宇宙的人。

1919年他設計了一個模型,一個靜態的、球形的、完美對稱的宇宙出現了,并且宇宙中的物質均勻分布在各處。

但即使是愛因斯坦當年用 數學公式描述宇宙時,為了使自己的宇宙時空更合理,從而添加了「 宇宙常數」。

但事實證明,被額外添加的宇宙常數只是從數學中看起來更加規范合理,但是在真實觀察到的宇宙模型中并不有效。

因為 宇宙在膨脹,而且變化很快,但科學家們也無法解釋究竟是何種力量導致了宇宙一直這麼膨脹下去。

因而為了解釋這一現象,科學家也不得不用「暗能量」這樣模糊的詞匯來解釋宇宙。

不過后來物理界中又出現了一種新的理論, 量子力學,如同當初的 相對論一般,量子力學在早期的理論雛形中也被愛因斯坦視作異類。

不過愛因斯坦很快便意識到量子力學有自身存在的合理性,熱衷于完美和對稱的愛因斯坦很快也接受了這樣一種新興的理論。

對于 量子力學來講,一個最基本的原則便是「 海森堡不確定性原理」

它意味著不能同時測量粒子的位置和動量,對于觀察者而言,自然元素具有隨機性,并且無法被真正地觀察到。

愛因斯坦后來對量子力學的看法則引出了他最著名的那句話:「 上帝不擲骰子」。

他認為這種理論不是對信仰或命運的表達,而是對數學有著更嚴格的要求。

不能確定地測量粒子的特性似乎是不對的,但是他相信有一個潛在的物理定律可以讓我們這樣做。

直到今天,雖然科學界已經知道 量子力學不僅 真實存在,并且是有效的,例如晶體管、核磁共振成像等實際應用中。

但目前科學家并不知道如何將它與物理學的其他部分結合起來。

量子力學逐漸興起的年代,愛因斯坦最終帶著他的思考和想法去往了他心中的「上帝」所在之處。

盡管愛因斯坦去世后給物理學界帶來了重大損失,但他的著作仍然影響了后來的物理學家,其中就包括中國著名物理理論家, 楊振寧教授

宇宙的終極疑問

楊振寧從小就在數學上表露出了足夠的天賦,并且通過自己的學習最后進修復雜高深的 場論、愛因斯坦方程以及粒子物理方面的研究。

同樣也是出于對數學優美表達的宇宙的熱愛,楊振寧學習了許多愛因斯坦留下來的理論知識。

后來在 粒子物理學中與李政道一同發表了 弱相互作用中宇稱對稱不守恒

簡單來講,這種不守恒在量子物理中存在,并且如同鏡子里的鏡像一般,基本粒子的所有基本相互作用都有相對應的「手性」,但它的弱相互作用卻不對稱。

場論和群論在量子力學中被進一步闡述,科學家們開始逐漸了解宇宙的面貌應該是怎樣的。

然而隨著對宇宙認識的進一步加深,現代物理理論不斷完善的背后,科學家們卻又開始迷茫起來。

尤其是在 量子力學和弦理論中,兩種不同的理論框架帶來了激烈的碰撞,如何解決 宇宙的終極問題,即 大一統理論則成為了當今物理界最想得到的答案。

現代物理學中所依賴的有兩種理論,即 廣義相對論和量子力學

廣義相對論負責引力的理論框架構建,量子力學則在更加微觀的世界中幫助科學家理解宇宙的三種非引力。

我們的宇宙究竟是什麼?它的起源,宇宙所有的物理法則、規律是誰安排的?

進入 21世紀后,量子力學的不斷深入才讓科學家們逐漸明白,愛因斯坦以及楊振寧可能是對的。

暗能量的發現讓科學家們明白宇宙的膨脹幾乎是不可逆的,時空場論最終打破了旋轉不變性,人們開始理解這種不完美的現象。

大一統理論的猜想讓科學家將物理學中的這種數學表達更多的以哲學思考的方式帶給眾人。

最終,整個物理學界似乎又回到了上帝與宇宙起源的論述中。

但事實上,科學在今天的發展并沒有 將宇宙推向神學的方向,而是以一種哲理性的眼光從已知的規律中摸索宇宙,盡管我們對這種規律的理解很模糊。

如今 大爆炸理論仍然是主流科學界所接受的一個觀點,要想 了解宇宙的前世今生,就必須了解在這之前發生了什麼,以后未來會發生什麼。

因此物理學界才發展出來如此豐富的研究理論,要想了解宇宙如何運作,就必須通過現有的物理定律進行觀察。

如今科學家也在通過新的理論來尋求不同的解答,但不管怎麼講, 科學終究不是宗教。

宇宙的起源和結束是否以爆炸終結?

它比宗教更具有精神性,因為科學能讓我們更好地了解宇宙。

正是出于這種理解和學習,人們才不禁將一種擬人化的形象附著在宇宙身上。

或許正是這種形而上學的感覺才讓人們對宇宙感到敬佩,從而發現人的渺小。

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