什么是空?请不要以为这是一个佛法问题,当年菩提老祖一句:鸿蒙初辟本无性,打破冥顽需悟空,便使世界上出现了一只齐天大圣。那么在物理科学中,什么才是空?古时候人们觉得天空是空的,你我之间也是空的。但是后来人们发现,我们周围的并不空,存在着无数的气体分子。
于是有人说,真空总是空的了吧?真空中没有了气体分子。不过后来人们又发现,真空也不空,里面存在电磁波,存在引力场等各种场,甚至发展到后期,人们认为整个宇宙可能到处都是暗物质。
不确定性原理和共轭量海森堡这位量子力学的大师,以量子矩阵杀出一片天,也通过矩阵力学发现了量子的一个基本型原理——不确定性原理。这个原理可以描述为一个不等式,即a*b≥c,其中c是一个常数。我们假设c=1,那么当a=100时,b最小要等于0.01,不能再比0.01小了,不然就满足不了不等式了。显然当a越来越大,b的最小值就越来越小。
海森堡认为一个量子的动量和位置的关系就是上面a和b的关系。你越是想得到一个量子的动量,它的位置就越捉摸不定,它是一个原理,是固有的特性。所以动量和位置,它们就是一对共轭量。
在分析斯特恩-盖拉赫实验时,海森堡还发现了这个世界上存在其他共轭量,其中时间和能量也是一对共轭量。
时间和能量的关系
时间和能量有什么关系?这两个明明是牛头不对马嘴,八竿子打不到的东西。但是在斯特恩-盖拉赫实验中,人们发现原子通过的时间越短,其能量值就越不稳定。海森堡对这个的解释是:“能量的准确测定如何,只有靠相应的对时间的测不准量才能得到。”
这个意味着什么呢?意味着在非常短非常短的一刹那,也就是时间小到可以非常确定的一瞬间,能量会产生无比巨大的起伏!能量可以很大,可以很小,它的起伏就像沸腾的开水一样。但是因为时间十分小,所以一刹那之后,能量就消散了,变得无影无踪,而人们还没来得及发现它。
真空中的神秘物质
时间和能量之间的共轭关系实在是让人心惊,它意味着即使是在“真空”中,当时间变得非常非常小时,可能凭空产生出巨大的能量。那我们为什么没观察到呢?时间太短了,而当时间变长到我们足够观察时,能量却消失了。
根据爱因斯坦的质能方程,我们造出了原子弹,知道了质量是可以转化为能量的。这个方程是一个等式,那么也就意味着能量也能转化为质量,两者之间是互通的。根据这一条理论,我们可以认为,“真空”其实一点都不空,因为当时间变得极小时,巨大的能量产生,能量与物质可以互相转化,即——真空中一直有一些“幽灵”般的神秘物质出现!
它们在极短的时间内产生,却又在我们能够抓住它们之前消散,它们使得整个宇宙无时不刻不在沸腾,却在时间模糊后又那样平静。但是根据质量守恒定律,这些凭空增加的质量(即能量)是不符合守恒的,除非这个宇宙中真的到处存在看不见的“幽灵”物质?传说中的暗物质真的存在吗?
联系客服