量子理論推導時空結構:絕對時空觀,以全新姿態再度浮出水面
自從1900年,德國物理學家普朗克在對熱輻射研究中提出「能量子」假說後,繼而在1905年,愛因斯坦又提出了光量子假說,成功解釋了光電效應,並進一步證明了普朗克的量子理論後,從此將人類認知里固有的連續時空觀徹底擊碎,一個全新的非連續時空觀,在人類的認知里正從雛形趨於完整化逐漸成長起來。
普朗克在提出「能量子」概念時,通過計算得出:一份能量子=普朗克常數×輻射電磁波頻率;用數學方程表示即為:E=h×ν(E為能量,h是普朗克常數,ν為頻率);
普朗克常數值約為:h=6.626×10^-34焦?秒。
通過普朗克常數、光速和萬有引力之間的關係,便可以推導出普朗克長度:1.6×10^-35米,進而也可以計算出普朗克時間:10^-43秒。
也就是說,在現實世界裡,理論上,我們所在的時空並不是連續的,而是按照普朗克長度和普朗克時間而分成的一份一份微小的普朗克時空,或者稱之為「時空包」,為了物理術語的正規化,探討中我們稱之為「量子時空」。一個個量子時空連接在一起,就構成了我們眼睛裡所看到的宏觀世界(註:理論上,當空間長度小於普朗克長度,時間小於普朗克時間時,所謂的空間和時間,也就沒有存在的意義了)。
掌握了什麼是普朗克長度和普朗克時間,以及「量子時空」的概念後,接下來就可以進入我們全新時空理論的探討分析了,進而探討為什麼在量子理論里,沒有過去時空,也不存在未來時空,實則只有當下時空?探索科學,探索宇宙,水木長龍與您繼續我們的探索之旅。
我們都知道牛頓的絕對時空觀和愛因斯坦的相對時空觀,並且認為後者才是正確的。但是隨著量子理論的發展,量子研究者越來越發現,也許兩者(絕對時空觀和相對時空觀)對時空的描述都不完善,或者說兩者都只說對了一半。
根據普朗克的量子理論,時空不再是我們一般認識里的「連續時空」,而是由「量子時空」拼接起來的「離散時空」(說白了,就是時空與時空之間存在有間隙)。而根據海森堡的測不準原理,不可能同時知道一個量子的位置和速度。因為時間=距離÷速度,而距離與位置相關,所以我們也可以說無法同時測得一個量子的位置和對應的某時刻。
因為時空可以被看成是「量子時空」的拼接而成,所以即使根據愛因斯坦的相對論超越了光速,但是根據海森堡的測不準原理,無法精確定位某個過去時空或未來時空,無法精確定位,也就等於是,無法從當前的量子時空跳躍到過去或未來時空。無法回到過去和未來,在物理意義上,也就等同於過去時空和未來時空是不存在的。
如果以上理論的推導不好理解,無妨,我們也可以用「絕對時空觀」與「相對時空觀」相結合的方法,以反證法進行推理。即先假設絕對時空是存在的,如果以該假設進行的一系列推導,最終沒有發現矛盾的地方,便可以得出該命題的正確性。
假設「絕對空間」和「絕對時間」在宇宙里都存在,那麼,應該是怎樣的分布呢?或者說在一個宇宙里,怎樣的時空分布才能既符合普朗克的「量子時空」理論,也符合我們習慣里的時空理論?不妨我們以一張簡單的時空分布圖表示。
從左到右的一條宇宙「絕對時間線T」上分布著無數的「量子時空」(普朗克時空包),每一個量子時空所對應的絕對時刻為t1,t2,t3,t4,t5,t6……tn,彼此相隔絕對時間t(t<10^-43秒);所在的「絕對空間」位置為s1,s2,s3,s4,s5,s6……sn,彼此相隔絕對長度s(s<1.6×10^-35米)。
我們假設在絕對時間線上分布的每個量子時空對應的位置和時刻都是不變的,即都是固定的。對於每個量子時空而言,之所以感到時間流逝,是因為自身時空里的相對時間效應引起的。也就是說,每個量子時空自身都存在有一條自己的時間線,時間線的方向與絕對時間線(也可稱之為「宇宙總時間線」) 垂直正交。
每個量子時空的演變發展,在絕對時間線上的位置和對應時刻都是固定的,但自身的時間卻是在變化著,不停向前流動著的。對於自身本時空而言,因為時間永遠是向前流動的,所以沒有過去時空(過去已經消逝),也不存在未來時空(未來尚未到來),而永遠只有當下時空,即時間一旦流過,過去就真的不存在了,而未來由於時間未到來,所以也不存在。其實,在量子時空的自身相對時間裡,時間可謂是一個虛擬的存在,是錯覺的一種假設,是事物用以依賴記事的度量。
或許會有讀者思考詢問:絕對時間線上的量子時空分布(對應的位置和時刻)永遠都不會發生改變嗎?
答案:不一定。
但絕對中有相對(這正是我們標題的探討,也是本文的關鍵)。一旦一個量子時空對應的絕對位置或絕對時刻有所變化,必然會導致其餘的所有量子時空同時發生連鎖式的變化(可理解為,所有的量子時空實則是通過量子糾纏關係綁定在一起的一個整體)。
打個比方,假如時空p3由於外在的能量擾動,或者其他外在原因,從而導致p3量子時空對應的絕對時刻發生了改變,比如變成了t4(因為時間變化是不連續的,所以絕對時間的改變必然會變為其他某一量子時空的絕對時間),那麼就有可能引起整條絕對時間線的連鎖變化反應,t4變為t6,t6變為t5,t5變為t8……直至分布在絕對時間線上的所有量子時空重新進行定位,被擾亂了的秩序重新恢復到有序的排列(可理解為「宇宙的自我修復」)。
這裡必須強調一個關鍵的地方,因為後面我們進一步分析「無法進行真正的過去或未來時空穿梭」時會用到,即:對於整條絕對時間線而言,上面分布的量子時空從t1時刻的開始,到tn時刻的終點,每一絕對時刻對應的量子時空事件正好構成任何一個量子時空在自己時空里的完整演變(等於是,絕對時間線上的時空排列是任何一個量子時空里時間演變的完整展開藍圖)。
而量子時空的重新排序,並不意味著每個量子時空自身並不受什麼影響,恰恰相反,如同置換效應般,每個量子時空對應的事件都會發生改變,變成為被置換的那個原先量子時空里所對應的時空演變事件。
所以,這也就說明了,如果根據愛因斯坦的相對論可以通過超光速進行時空旅行的話,當達不到10^28電子伏特普朗克能量時,便只能被困於本時空之內,即使超越光速也無法進行時空旅行。然而,即使達到了普朗克能量10^28電子伏特,可以回到過去或未來,但是根據我們前面的分析,只能在絕對時間線上進行量子時空之間的穿梭(這就是前面 「必須強調一個關鍵的地方」的原因)。如此以來,看似彷彿進行了時空穿梭,實則只是到了另一個平行時空(此處的平行時空為「全等平行時空」,即彼此如同細胞複製般是完全一致的)而已,並非真正進行了過去或未來的時空穿梭。
根據以上 「絕對時空」存在的假設,用反正的方法再一次推導證明了沒有過去時空,也沒有未來時空,只有當下時空。看來,活在當下,好好珍惜我們眼前的生活是哲理真言啊。
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