全量子重力理論:一個挑戰我們對現實認知的理論
哈囉大家好,我是老高。今天我們來聊聊全量子重力理論,這是一個近期非常熱門的萬有理論的候選者,也是物理學界目前最關注的理論之一。
萬有理論與全量子重力理論的興起
萬有理論的目標是將量子力學和相對論結合起來,被視為物理學的終極目標。目前有幾個理論有希望成為萬有理論,其中一個就是我們之前講過的超弦理論。
超弦理論認為,這個世界有11個維度,世界萬物是由一個跳動的能量圈組成的,而且是高維度的能量圈。而今天我們要講的全量子重力理論,現在被認為可能成為超弦理論的替代者,甚至比超弦理論更為優秀。
全量子重力理論的優勢
全量子重力理論之所以被認為更優秀,是因為超弦理論有一個前提:世界必須是11維的。如果不是11維,這個理論就不成立。然而,自超弦理論發表以來,全世界的物理學家都在尋找其他維度,但至今一無所獲。
全量子重力理論的厲害之處在於,它不需要其他的維度,甚至可以降維。而且,它也能夠很好地解釋黑洞中的起點以及宇宙起源的問題。
量子力學的局限性
量子力學本身無法解釋宇宙起源和起點,因為它無法解釋重力。這也是它無法和相對論結合的原因。相對論主要在解釋重力。宇宙起源對於量子力學來說,是一個難以觸及的領域,因為在微觀世界裡,重力並不明顯。
重力也是到目前為止,唯一一個沒有被量子化的力。量子力學已經把剩下的所有力都融合了,唯獨重力無法融合。如果量子力學無法成功引入重力,它就不能解釋宇宙大爆炸。
相對論的困境與全量子重力理論的突破
宇宙大爆炸的核心理論是相對論,但相對論在解釋宇宙大爆炸時也有問題,它無法解釋起點,也就是最初爆炸的一個點,以及黑洞中的一個點。起點是一個密度無限大、體積無限小、溫度無限高的點,這種極限的數量在相對論裡是無法解釋的。
在初高中物理學中,任何公式都不能代入無限大無限小的數值,代入後公式就無法計算。因此,相對論雖然在宏觀上非常厲害,但在起點問題上是無解的。而全量子重力理論,理論上就可以解釋這一切。
全量子重力理論的挑戰
然而,全量子重力理論也有其自身的問題:它無法被證明。相對論和許多其他理論都被證明了,例如光速不變、重力的計算公式等等。
無法證明的難題
超弦理論也同樣沒有被證明。基本上,只要涉及到大一統理論,就往往難以證明。
還有一個非常嚴重的問題:這個理論一旦成立,就某種意義上能夠說明這個世界就是虛擬的。這並不是說透過現象懷疑世界是虛擬的,而是這個理論會真的從理論上支撑「世界是虛擬」的假說,這使得全量子重力理論受到極大的關注。被證明了不好,不被證明也不行,這就是它目前的矛盾之處。
全量子重力理論的核心思想
那麼,全量子重力理論究竟是怎樣一個理論呢?簡而言之,它認為這個世界是由一個個極小的圈量子(或稱時空量子)組成的。這些圈量子一個挨著一個,組成一個網絡,形成了我們的世界。
圈量子:構成世界的最小單位
這個網上的每一個節點都是一個圈量子。這個世界上的所有一切,都是這些圈的相互作用形成的,包括花草樹木、山川河流、星辰大海、空間宇宙、時間,以及你我。總之,宇宙中的一切,都是由這些圈展示給我們的。
舉例來說,宇宙其實是一個巨大的顯示器,就像我們的T恤一樣,每一個點、每一個像素點,都是一個圈量子。這個世界上所有的景象,其實都是這個點的顏色或亮度發生變化後展示給我們的。這就像我們看到電腦螢幕或電視螢幕上有一輛汽車在跑,我們會覺得那輛車確實存在,但深究的話,它並不存在,它只是那些像素點亮了或者展現出某種特定的形狀和顏色。
運動的本質:圈量子的明滅
更令人驚訝的是,我們認為的「運動」,例如我們揮動手臂,其實並不是手臂真的在移動,而是這部分區域的圈量子熄滅了,而另一個地方的圈量子亮了,手臂就好像移動過去了一樣。這並非原子從一個地方移動到另一個地方,而只是一種圈量子的狀態變化。
因此,根據全量子重力理論,宇宙的一切實質上是不存在的,只是圈量子在閃爍、展示出來。每一個圈量子都有無限種可能性,這也使得隔空取物、瞬移等現象成為可能。
全量子重力理論與虛擬現實的聯想
這個理論讓人聯想到我們生活在一個虛擬的世界裡,或者是一個純數字、純資訊的世界裡,沒有物質的存在。這個世界的每一個點都是一個圈量子,無論這個地方看上去有什麼東西,它其實都是由一個像素構成。
我們在顯示器中?
換句話說,我們有可能活在一個顯示器裡,一個3D的顯示器。就像我們看電影裡的一些人物,他們活在電影裡、活在螢幕裡一樣,我們覺得這個世界裡有這個有那個,其實都沒有。我們之所以覺得有,是因為我們不知道我們活在顯示器裡。
更高維度的存在?
這也意味著,操縱這個「顯示器」的人,一定知道我們在顯示器裡。他們是更高維度的人,他們能看到我們,但我們卻看不到他們。操縱這個螢幕的人可以決定所有圈量子如何展示與變化,而我們身為這個世界的生物,是否只是在體驗一場他們所設計的遊戲,也是一個未解之謎。
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