震撼：愛因斯坦錯了 宇宙的未來是「不確定」的

據國外媒體報道,宇宙理論學家發現我們的宇宙需要「不確定性原理」存在,量子力學的框架似乎不像過去所認為的是完全憑藉直覺或者感覺來感知，並將切實體現在宇宙理論之中。如果我們將「不確定性原理」剔除出我們的宇宙,那麼我們可能會得到一台「永動機」,這意味著我們的宇宙就是一台名副其實的超級永動機。這些發現已經使得許多物理學家感到不安,因為他們無法打破常規思維去理解這些怪異的量理論,其中就包括阿爾伯特.愛因斯坦（Albert Einstein）。

量子力學在20世紀初由一群頂尖的物理學家創建,將人們帶入了另一個神奇的世界，我們通過這個理論可以解釋和預測出各種無法用經典物理學解釋的現象,並且在當今世界科技中也處處體現出量子力學的存在,但是量子力學的世界確實一個違法經典直覺的大集合。其中之一就是「不確定性原理」,該原理由德國物理學家海森堡提出,說明了在量子力學體系中,我們不可能同時獲得一個粒子的位置和動量信息。也就是說,我們如果對其中一個粒子位置參數測量得越精確,那麼對另外一個動量參數就測得越不準確,我們不可能同時得到兩者的精確信息

著名的雙縫干涉實驗

對於海森堡的「不確定性原理」,我們可以用一個著名的雙縫干涉實驗進行說明。由光源發射出的光子在經過雙縫時可產生干涉圖像,並在後面的屏上顯現出來,我們現在將一個光子探測器放置於其中一個雙縫處,對通過的光子進行測量,如果我們探測到光子的動量信息,也就是速度的大小,那麼我們對光子的位置判斷將越來越「模糊」,以至於在屏幕上的干涉圖像變得無法識別。

不過,一些科學家認為海森堡提出的「不確定性原理」是無法接受的,而真正原因並不是人們缺乏相關知識而無法理解,而是這個物理法則體現出的思想不能被一些宇宙物理學家接受。比如,對「不確定性原理」持有較大異意的就是阿爾伯特.愛因斯坦,他認為「不確定性原理」不可能成為宇宙物理的基本法則之一,並與另外兩名科學家提出了著名的EPR悖論,認為依據「不確定性原理」對相隔遙遠的兩個粒子系統進行測量將導致超光速現象出現。

量子力學的世界將是非常怪異和神奇的

根據英國牛津大學的物理學家奧斯卡.達赫斯塔（Oscar Dahlsten）認為,許多人仍然憑直覺認為「不確定性原理」不應該存在於宇宙中。在此前,研究人員提出了一個全新的概念來解釋量子力學中出現的詭異問題,如「隱變數」被認為可能是量子力學的幕後操縱者,使得在量子力學體系中的物體變得更加離奇古怪。但是到目前為止,該方法已經失敗了。現在,來自新加坡國立大學量子技術科學研究中心的研究人員斯蒂芬妮.韋納（Stephanie Wehner）和易斯特.翰吉（Esther H?nggi）提出了一種新的解決方法,通過信息理論的語言來重塑「不確定性原理」。

我們在生活中都可以觀察到熱力學定律的體現

首先,他們認為一個單一測量對象的兩個屬性信息不可能被同時精確地獲得，這就如同對同一個測量粒子賦予兩種不同的信息編碼,同樣我們不可能通過任意一種精確的方式或者精度水平去了解這個粒子的動量和位置信息,如果用信息理論語言表達的話,那就是我們不能將兩種不同的信息編碼解開。如果我們對第一條信息了解得越精確,那麼我們對第二條信息的解讀能力將受到更多地限制。

接下來將是假設性的計算過程,如果物理學家們放寬「不確定性原理」的各種限制因素,在這種情況下允許信息被更好地解讀,並讓我們獲得在「不確定性原理」法則中規定不允許被獲得的信息。在這樣的假設前提下,研究人員斯蒂芬妮.韋納和易斯特.翰吉的研究結果顯示,在一個系統中將會存在「無中生有」的能量,系統輸出的能量將大於輸入的能量,這明顯是熱力學第二定律所禁止的。這是因為能量和信息都需要屬於該系統,不可能無中生有。

不存在「不確定性原理」的宇宙將是違反熱力學定律的

如果要理解這是什麼樣的情況,那麼我們可以設想下在充滿熱氣體的容器中推動活塞。如果你不知道氣體分子的運動方向,就可能會錯誤地推動活塞並做了無用功。但如果你知道氣體分子的運動方向,就可以將活塞至於正確的方向上,這時候氣體分子就會推動活塞運動,很明顯這是熱能轉換為機械能,並做了有用功。以上兩種方案中,系統的能量都是一樣的,但結果卻不一樣。

此時,我們就可以將斯蒂芬妮.韋納和易斯特.翰吉的信息理論與活塞模型相結合,如果我們對信息理論中的假想粒子進行解讀,並希望獲得更多的信息,就如同活塞模型中做更多的有用功,但是這些功卻是額外賦予的,也就是說是「無中生有」的,因此如果「不確定性原理」在我們的宇宙中並不存在,那麼熱力學定律將被違反。

愛因斯坦認為上帝不擲骰子

根據蘇黎世聯邦技術研究所理論物理學家馬里奧.伯塔（Mario Berta）介紹:「我們現在隨處都可以看到熱力學第二定律在現實生活中的體現,基本上沒有人會對此產生質疑,但我們現在也知道了,如果沒有『不確定性原理』,我們將打破熱力學第二定律。」從本項研究的結論上看,似乎這樣的解釋比「不確定性原理」來得更為怪異,也說明了「不確定性原理」基本上是合理的,該研究就是為了理解為什麼量子理論本身是如此怪異。

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