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相信很多小伙伴不管在哪個時刻聽到“量子力學(xué)”四個字，眉毛都能擰出一個“川”字。

在現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展下，有人能夠理解量子力學(xué)了嗎？顯然還沒有。

困擾科學(xué)家數(shù)百年的量子力學(xué)，涉及很多理論。

而除了量子力學(xué)，還有一些理論同樣不被理解，但是皇天不負(fù)有心人，目前有一部分理論已經(jīng)得到了證實。

但這些理論的證實似乎并沒有讓人們感到十分高興。

有哪些理論讓科學(xué)家感到十分頭疼？這些理論為何會被提出？又如何被證明出來？這些理論的證明有什么樣的意義？

接下來我們就來了解一下，有哪四個神奇的理論已被證實？這些理論可能會讓你感到無法接受。

“穿墻術(shù)”的量子隧穿效應(yīng)

在傳統(tǒng)力學(xué)中，當(dāng)一個物體運動的過程中遇到障礙的時候，要么會停滯不前，要么就只能繞開或者直接翻越障礙。

但是當(dāng)物體擁有的能量沒有超過障礙物的勢能，那么也無法越過。

但是在量子力學(xué)中，這個物體卻可以直接從障礙物中直接穿過去。

具有嶗山道士“穿墻術(shù)”的微觀粒子可以穿入或穿越位勢壘，即便位勢壘的高度大于粒子的總能量。

這里的勢壘就是勢能比周圍勢能都高的地方，我們可以將其當(dāng)做山的頂峰。

為什么人們難以理解這樣一個理論，因為按道理來說，人同樣是由粒子構(gòu)成，世界上的萬事萬物都是如此。

除了證明出量子隧穿效應(yīng)的真實性外，科學(xué)家還對粒子在量子隧穿的過程中發(fā)生了什么？

根據(jù)字面理解，我們會認(rèn)為粒子的“穿墻術(shù)”是瞬間發(fā)生的一種現(xiàn)象，但是最近有科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)，它的隧穿過程其實也會耗費一定時間。

格里菲斯大學(xué)的科學(xué)家開展了相關(guān)實驗，結(jié)果表明粒子的隧穿現(xiàn)象在瞬息之間發(fā)生，但這一說法并不準(zhǔn)確，因為科學(xué)家測出的外延時間只是近似于零。

多倫多的科學(xué)家在一項銣原子穿越屏障的所花費的時間中，發(fā)明出了一種利用一些列復(fù)雜的激光和磁場來操縱原子態(tài)的躍遷的Larmor鐘。

這個實驗證明了，如果對隧穿時間進行正確的定義，那么量子隧穿現(xiàn)象就不是瞬息發(fā)生的行為。

盡管讓人難以接受，但是這樣的理論確實被科學(xué)家們證明出來了，并且在現(xiàn)代社會也有了相關(guān)的應(yīng)用。

量子隧穿效應(yīng)的應(yīng)用

比如在有機化學(xué)反應(yīng)中，一些含活性中間體的反應(yīng)和一些酶催生的生活反應(yīng)里，酶能夠使用量子隧穿效應(yīng)轉(zhuǎn)移電子、氫原子和重氫原子等的原子核，然后使得酶能夠顯著增加反應(yīng)速率。

“無法超越”的光速極限

科學(xué)家一直在不停地尋找除了地球之外，宇宙中第二顆甚至更多顆能夠適合人類生存的星球。

但隨著科學(xué)家的不斷探索，我們會發(fā)現(xiàn)這些星球都離我們十分遙遠(yuǎn)。

如何去這些星球生活，就引出了一個最致命的問題：速度。

我們目前已知宇宙中最大的速度就是光速，即便我們飛船的速度達(dá)到光速，要飛到最近一顆恒星也需要花費四年時間。

于是科學(xué)家們就想到了超光速，在宇宙大爆炸理論中，奇點在爆炸時，宇宙膨脹的速度確實超越光速，但是我們?nèi)祟惸軌虺焦馑偃ュ塾翁諉幔?/p>

答案是不能，如果根據(jù)質(zhì)量和能量的變化，粒子的質(zhì)量變能量，那么要使速度越大，達(dá)到的能量就需要越大。

如果我們想要接近光速或者超越光速，那么物體的質(zhì)量也會無限大。

所以愛因斯坦在相對論中，提出了光速極限的問題。

任何有質(zhì)量的物體運動的速度只能無限接近光速，既不能達(dá)到也無法超過。

而光速之所以是最大的速度，是因為光子沒有質(zhì)量。

根據(jù)計算，光在真空中的運動速度達(dá)到299,792,458m/s。

我們知道黑洞中的宇宙射線已經(jīng)以很快的速度在運行，但是它的速度仍然只能無限趨近于光速。

而目前我們建造的大型強子對撞機，能夠使粒子的速度加快到299,792,455m/s，但仍然沒能達(dá)到光速。

對于抱有去宇宙旅行，并且移民太空的人類來說，這個理論的證明當(dāng)然并不是一件好事。

本身我們依靠光速也很難在短時間內(nèi)達(dá)到想要移民的星球，何況我們現(xiàn)在根本就沒有辦法制造出能夠達(dá)到光速的宇宙飛船。

所以人們難以接受這個理論也是情有可原，對于那些想要實現(xiàn)超光速的科學(xué)家來說，那么進行時空扭曲，或許還有實現(xiàn)的可能。

畢竟過去宇宙在膨脹的時候，速度就可以超越光速。

“不同人生”的疊加態(tài)

科學(xué)家們曾經(jīng)進行過這樣一組實驗：雙縫干涉實驗。

通過這組實驗，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了微觀世界中的一個量子系統(tǒng)里，幾個量子態(tài)會出現(xiàn)歸一化線性組合，形成一種疊加態(tài)。

當(dāng)時科學(xué)家進行這一實驗的目的，只是為了爭論“光到底是粒子還是波”。

結(jié)果科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)單個光子通過單縫板的時候，呈現(xiàn)的就是一條豎線，這說明光是由粒子組成。

但是當(dāng)單個光子穿過雙縫板時卻出現(xiàn)了多條豎線的干涉波紋，那光子又變成波了？

顯然并不是這樣，當(dāng)科學(xué)家在兩旁架起觀察裝置的時候，干涉波紋卻消失了。

愛因斯坦對此的解釋是光具有波粒二象性，但很顯然有很多人并不認(rèn)可。

在此之前，與愛因斯坦在同一戰(zhàn)線的薛定諤也做過一個思想實驗，也就是我們熟知的“薛定諤的貓”，在這個實驗中，被關(guān)在不透明箱子中的貓，由于放射性原子的半衰期僅有一半的幾率會衰變，所以此時的貓就呈現(xiàn)出了“死-活疊加態(tài)”。

愛因斯坦和薛定諤似乎一直站在量子力學(xué)的對立面，并且對量子力學(xué)中的疊加態(tài)并不認(rèn)可，但科學(xué)家確實通過相關(guān)實驗證明了這一理論的合理性。

“一炸生萬物”的大爆炸宇宙論

關(guān)于宇宙如何誕生，目前最主流的說法就是大爆炸宇宙論。

宇宙是在138億年前，由一個致密的奇點爆炸而來。

在奇點爆炸后，大量的物質(zhì)噴射而出，宇宙體系就由這些物質(zhì)組合而成，并且在很長一段時間里，一直不停地膨脹，直到現(xiàn)在。

雖然對于大爆炸宇宙論本身，科學(xué)家還沒有完全證明其正確性，但是與之相關(guān)的幾個理論卻已經(jīng)得到證明。

比如宇宙膨脹，第一個發(fā)現(xiàn)宇宙在膨脹的是美國科學(xué)家埃德溫·哈勃。

1929年哈勃在加利福尼亞州帕薩迪納的卡內(nèi)基天文臺，觀測到了星系紅移的現(xiàn)象，并且他通過對每個星系中被稱為仙王座的可變恒星表觀亮度的觀察，來測量它們的相對距離。

結(jié)果證實那些遙遠(yuǎn)星系正在遠(yuǎn)離地球，也就是說宇宙還處于膨脹狀態(tài)。

而這些星系的紅移與星系和地球的距離成正比，距離越遠(yuǎn)的星系，未來也會一直遠(yuǎn)離我們。

此外在大爆炸宇宙論中，還提出爆炸時的高溫現(xiàn)象。

現(xiàn)在宇宙中沒有這樣的高溫是因為在膨脹過程中，溫度逐漸下降。

現(xiàn)在這個膨脹現(xiàn)象一直沒有結(jié)束，而宇宙也無法達(dá)到絕對零度。

隨后在1964年，美國貝爾電話公司的工程師彭齊亞斯和威爾遜，在調(diào)試巨型喇叭形天線的時候，接收到了一種毫米波的微波干擾，并且這個干擾的強度，隨時隨地在各個方向都沒有發(fā)生變化。

之后經(jīng)過計算和研究，得出的輻射溫度為2.7K，也就是宇宙中存在各向同性的微波背景輻射，被稱之為3K宇宙微波背景輻射。

這些證明為科學(xué)家驗證大爆炸宇宙論提供了有力的理論背景。

科學(xué)的世界總是有很多我們無法理解的現(xiàn)象，除了這四個神奇的倫理之外，科學(xué)界還有很多令人抓狂的理論，這些理論其實都是基于一定的現(xiàn)象才被提出，但是要證明它們的合理性還需要科學(xué)家繼續(xù)努力。

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