來看看這些物理理論你都知道啥

什麼是相對論？

「相對論」是指阿爾伯特·愛因斯坦（Albert Einstein）提出的兩個最著名的物理學理論。1905年，愛因斯坦發表了他的狹義相對論，它確立了極限宇宙的極限速度：光速，並且表明時間可以根據物體移動的速度加快和減速。

1916年，愛因斯坦跟進了一個更廣闊的視野，即廣義相對論。這個思想建立在狹義相對論基礎之上，解決了引力問題，將重力的理解重新定義為大規模物體對時空本身的扭曲。

廣義相對論是我們對宇宙中星系和星系團運動最準確的描述。它還預測了黑洞等奇怪物體的存在以及引力透鏡的現象，在彎曲的時空中光被彎曲。例如，星系團Abell 1689（這裡顯示）以我們所看到的引力透鏡效應而聞名。

什麼是量子力學？

量子力學是非常小的亞原子粒子領域的統治理論。這個理論是在二十世紀初制定的，它革命化了科學家們對物質成分的思考方式。

在量子世界中，粒子不是撞球，而是一團嗡嗡聲，跳躍的概率不是一個地方的雲，也不是從一個點到另一個點的B點。在量子理論下，粒子的行為往往像波浪一樣，用「波函數」來描述，這些波函數可以預測粒子的性質，比如它的位置和速度，而不是它們是什麼。

物理學中一些較奇怪的概念，如糾纏概念和不確定性原理，源於量子力學。

什麼是弦理論？

弦理論（及其升級版本，超弦理論）表明，所有的亞原子粒子都不是微小的點，而是類似於橡皮筋的線環。粒子類型之間唯一的區別就是弦振動的頻率。

弦理論試圖解決兩種物理學主要理論（量子力學和廣義相對論）看似不相容的問題，並形成一個能夠描述整個宇宙的「 一切物理學」。

然而，這個理論很難測試，而且需要對我們目前的宇宙圖景進行一些調整，也就是說，我們所知道的時空必須有更多的時空維度。科學家們認為，這些隱藏的維度可能會蜷縮得很小，以至於我們沒有注意到它們。

什麼是奇點？

奇點是在空間-時間被無限彎曲的點。

奇點被認為存在於黑洞的中心，奇點可能是在宇宙大爆炸時宇宙開始的。例如，在一個黑洞裡面，一顆恆星的所有質量都凝聚在一個十分微小的空間里，甚至可能是一個點。

目前的物理學理論認為這一點是無限密集的，儘管科學家認為這可能是由於廣義相對論和量子力學的不協調而導致物理學產物崩潰的結果。實際上，科學家們懷疑奇點非常密集，但並不是無限密集。

不確定性原理是什麼？

德國物理學家海森堡（Werner Heisenberg）在1927年提出的不確定性原理是量子力學的結果。該原理指出，粒子的位置和動量（如原子周圍的電子）的確切位置和動量的精確度是有限的。

這種不確定性來自兩個因素。首先，衡量事物的行為不可避免地干擾了這件事情，從而改變了它的狀態。其次，由於量子世界不是具體的，而是基於概率的，所以粒子的狀態的精確度有一個更深的，更根本的限制。

什麼是薛定諤的貓？

「 薛定諤的貓 」是奧地利物理學家歐文·薛定諤（ErwinSchr?dinger）在1935年提出的一個思想實驗的名字，它描述了量子力學的一個令人不安的事實：粒子的某些性質直到測量迫使他們選擇才會決定。

故事是這樣的：箱子裡面是一隻貓，還有一小塊放射性物質。在一個小時的時間內，這種物質有50％的機會衰變並釋放出一種會殺死貓的毒藥，並有百分之五十的機會不會腐爛，貓會活下來。

根據經典物理學，這兩種結果之一發生在盒子內部，並且在打開盒子後被外部觀察者所知。但是在量子力學這個奇怪的世界裡，只有當盒子被打開，外面的觀察者才能「測量」這種情況，那麼這隻貓就不會死氣沉沉。當這個盒子保持關閉的時候，整個系統處於一種不確定的狀態，這隻貓既死又活。

這個實驗是為了說明量子力學的奇異性，當從粒子擴展到像貓這樣的宏觀物體時，這聽起來很荒謬。

什麼是糾纏？

糾纏是量子力學理論中最有名的預言之一。它描述了兩個粒子之間如此相連的狀態，即使在分開很遠的距離之後，對其中一個進行的操作也會影響到另一個。這將是兩個死亡，滾動時，必須始終顯示相同的數字。

這個概念讓阿爾伯特·愛因斯坦感到不安，他把這種糾纏稱為「遙遠的幽靈行動」。然而這不僅僅是一個奇怪的預測，而是一個在實驗中已經實現的現象，例如科學家們在室溫下用激光照射激光（圖像中的綠色）來糾纏兩顆小鑽石。科學家甚至希望有一天能夠利用糾纏在一起的粒子來實現超快計算。

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