如何用最简单的思维看懂物理学的宇宙?

如果说物理学是一座的摩天大厦,那这座大厦就由两个“神”管理的,两个主神之下,又有无数个小神,共同组成了复杂的物理学系统。

想要搞懂物理学,就必须先认识一下这两位主神。


一:宏观世界之神——相对论

相对论的大名相信没有人不知道吧,他主要管理的领域的宏观宇宙。

在这位“神”没有出现前,世界的所有理论都是由牛顿的“绝对空间”统治的。

所谓绝对空间,就是认为世界是绝对静止的,苹果之所以要下落,只是因为有力在作用,最终,还是要回到静止状态的。

但“绝对空间”的统治没持续多久,反叛的声音就响起了,。

比方说,在火车A上测火车B的速度,和在地面上测火车B的速度,结果怎么会不同?再比如,引力是怎么回事。

这些,牛顿都说不清。

所以,爱因斯坦的“广义相对论”来了,空间是没有绝对的,而应该是“相对”的。

一个宇宙的空间,就如同一张巨大的,而太阳,就是一个巨大的苹果压在了网上,网有弹性就产生了弹力,这种弹力对应上宇宙空间,就成了引力。

广义相对论的结论:空间是一张平滑的网。



二:微观世界神——量子力学

宏观世界的相对论,就像是在用望远镜来看世界,然而,当你换成显微镜时,得到的就是另一个完全不同的世界

——一个混乱,无序,不科学的世界。

按常理来说,一个在欧洲的俄国人,想要进攻美国,可以选择先发射一个核弹过去,而不是对着自己发射。

可微观世界的粒子,却完全不管这些,两个粒子,就算相隔十万八千里,都有可能影响到对方。

这就不是简单的反常识了,而是对相对论的推翻。

量子力学的结论:空间是混乱无规则疯狂的。



三:调和者——弦理论

物理界的两位大神,看似井水不犯河水,实际上,就空间是什么这一点上,就产生了巨大的矛盾,那长久以来,两人的矛盾又是如何消除的呢?

这就是矛盾的调和者——弦理论的诞生

弦理论主要干了两件事。

第一,提出“弦”是宇宙的基本单位,而不是粒子。所谓“弦”,其实就是一种的环状的微小物体,并且这种物体具有弹性,所以才能组成相对论中提出的“网”。

只要把“弦”作为宇宙的基本单位,广义相对论就没有错。

是量子力学错了?也不对,因为量子力学中的粒子是在太小了,小到根本不适合作为单位。

就比如说,你要买一块光滑的花岗石作为家里装饰,当你摸这块花岗石时,能感到非常光滑,但如果用显微镜来看,实力还是非常粗糙,那你会因为这一点的粗糙不买这块花岗石吗?显然不会。

就因为它小,可以忽视,而物理中的粒子也是一样。

不管你的微观世界有多乱,对我的宏观世界根本没有影响,我们两家各有一套规则,互不相干!

弦理论正是起到了这样一个划清界限的重要作用。



四:颠覆认知——超弦假说

承接我们上面讲的弦理论,它的内容可远远不止这些,其中一个非常重要的假说,就是超弦宇宙,这其实是一个颠覆性的认知。

过去我们只知道一维宇宙到四维宇宙,也就是点的世界,面的世界,以及立体3D的世界,最后是加上时间维度的四维宇宙。

而超弦理论则认为,宇宙,有10个维度,即十维宇宙。

这么多维度又是从何而来呢?

四维宇宙,其实只能代表一个宇宙的某个时刻,例如2017年十月七日,而五维宇宙,代表的就是整个宇宙的所有时刻,从宇宙诞生,到宇宙灭亡,都包含在了五维的范围里?

四维宇宙,就是时间上的一个点,五维宇宙,则是一条线,那有没有一个面呢?当然有。

世界上当然不止一个宇宙,还存在着与它相关的所有平行宇宙,就是一条条不同的时间线,它们共同组成了一个六维宇宙,我们姑且把它叫做“时间面”吧。

这个世界只有一个“时间面”,另一个世界也有另一个“时间面”,所以“时间面”的数量是无限的。

当我们将一个“时间面”看成一个单位点时,单位点与单位点,又可以组成一条线了,于是我们把它叫做七维宇宙

点成线,线又成面——八维宇宙!

相信听到这里,你已经崩溃了,那之后的什么九维十维,也是按照这个套路推导出来的吧?确实是。

那我还有十一维十二维……一百维呢,反正这个套路可以无限使用,那怎么到十维就挺了呢?要说答案,那就是弦理论的博大精深之处了。

这里介于篇幅限制,就不一一赘述了,有兴趣的朋友可以自行探索。


总而言之,这就是本篇文章科普的三大理论与超弦宇宙的拓展,希望对你有所收获。
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