如何用最簡單的思維看懂物理學的宇宙?

如果說物理學是一座的摩天大廈,那這座大廈就由兩個“神”管理的,兩個主神之下,又有無數(shù)個小神,共同組成了復雜的物理學系統(tǒng)。

想要搞懂物理學,就必須先認識一下這兩位主神。


一:宏觀世界之神——相對論

相對論的大名相信沒有人不知道吧,他主要管理的領域的宏觀宇宙。

在這位“神”沒有出現(xiàn)前,世界的所有理論都是由牛頓的“絕對空間”統(tǒng)治的。

所謂絕對空間,就是認為世界是絕對靜止的,蘋果之所以要下落,只是因為有力在作用,最終,還是要回到靜止狀態(tài)的。

但“絕對空間”的統(tǒng)治沒持續(xù)多久,反叛的聲音就響起了,。

比方說,在火車A上測火車B的速度,和在地面上測火車B的速度,結果怎么會不同?再比如,引力是怎么回事。

這些,牛頓都說不清。

所以,愛因斯坦的“廣義相對論”來了,空間是沒有絕對的,而應該是“相對”的。

一個宇宙的空間,就如同一張巨大的網(wǎng),而太陽,就是一個巨大的蘋果壓在了網(wǎng)上,網(wǎng)有彈性就產(chǎn)生了彈力,這種彈力對應上宇宙空間,就成了引力。

廣義相對論的結論:空間是一張平滑的網(wǎng)。



二:微觀世界神——量子力學

宏觀世界的相對論,就像是在用望遠鏡來看世界,然而,當你換成顯微鏡時,得到的就是另一個完全不同的世界

——一個混亂,無序,不科學的世界。

按常理來說,一個在歐洲的俄國人,想要進攻美國,可以選擇先發(fā)射一個核彈過去,而不是對著自己發(fā)射。

可微觀世界的粒子,卻完全不管這些,兩個粒子,就算相隔十萬八千里,都有可能影響到對方。

這就不是簡單的反常識了,而是對相對論的推翻。

量子力學的結論:空間是混亂無規(guī)則瘋狂的。



三:調(diào)和者——弦理論

物理界的兩位大神,看似井水不犯河水,實際上,就空間是什么這一點上,就產(chǎn)生了巨大的矛盾,那長久以來,兩人的矛盾又是如何消除的呢?

這就是矛盾的調(diào)和者——弦理論的誕生。

弦理論主要干了兩件事。

第一,提出“弦”是宇宙的基本單位,而不是粒子。所謂“弦”,其實就是一種的環(huán)狀的微小物體,并且這種物體具有彈性,所以才能組成相對論中提出的“網(wǎng)”。

只要把“弦”作為宇宙的基本單位,廣義相對論就沒有錯。

是量子力學錯了?也不對,因為量子力學中的粒子是在太小了,小到根本不適合作為單位。

就比如說,你要買一塊光滑的花崗石作為家里裝飾,當你摸這塊花崗石時,能感到非常光滑,但如果用顯微鏡來看,實力還是非常粗糙,那你會因為這一點的粗糙不買這塊花崗石嗎?顯然不會。

就因為它小,可以忽視,而物理中的粒子也是一樣。

不管你的微觀世界有多亂,對我的宏觀世界根本沒有影響,我們兩家各有一套規(guī)則,互不相干!

弦理論正是起到了這樣一個劃清界限的重要作用。



四:顛覆認知——超弦假說

承接我們上面講的弦理論,它的內(nèi)容可遠遠不止這些,其中一個非常重要的假說,就是超弦宇宙,這其實是一個顛覆性的認知。

過去我們只知道一維宇宙到四維宇宙,也就是點的世界,面的世界,以及立體3D的世界,最后是加上時間維度的四維宇宙。

而超弦理論則認為,宇宙,有10個維度,即十維宇宙。

這么多維度又是從何而來呢?

四維宇宙,其實只能代表一個宇宙的某個時刻,例如2017年十月七日,而五維宇宙,代表的就是整個宇宙的所有時刻,從宇宙誕生,到宇宙滅亡,都包含在了五維的范圍里?

四維宇宙,就是時間上的一個點,五維宇宙,則是一條線,那有沒有一個面呢?當然有。

世界上當然不止一個宇宙,還存在著與它相關的所有平行宇宙,就是一條條不同的時間線,它們共同組成了一個六維宇宙,我們姑且把它叫做“時間面”吧。

這個世界只有一個“時間面”,另一個世界也有另一個“時間面”,所以“時間面”的數(shù)量是無限的。

當我們將一個“時間面”看成一個單位點時,單位點與單位點,又可以組成一條線了,于是我們把它叫做七維宇宙。

點成線,線又成面——八維宇宙!

相信聽到這里,你已經(jīng)崩潰了,那之后的什么九維十維,也是按照這個套路推導出來的吧?確實是。

那我還有十一維十二維……一百維呢,反正這個套路可以無限使用,那怎么到十維就挺了呢?要說答案,那就是弦理論的博大精深之處了。

這里介于篇幅限制,就不一一贅述了,有興趣的朋友可以自行探索。


總而言之,這就是本篇文章科普的三大理論與超弦宇宙的拓展,希望對你有所收獲。
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