如果宇宙是量子化的存在，我們的宇宙是否就是一部超級動畫？

在量子論被提出以前，在人類的一般習慣性認知里，普遍認為，大自然就是一個連續體的存在，我們的整個宇宙無時無刻不處於連續的演變之中——無論宏觀世界，還是微觀世界。而這種對連續性的認識，不止體現在運動中，還體現在空間和時間上，甚至輻射的能量上。

早在光的波粒二象性被證明之前，物理學界就一直存在兩大陣營，針對「光究竟是粒子還是波」的爭論一直持續了兩個世紀。但更多的物理研究學者相信光就是一種波。

尤其托馬斯.楊的雙縫干涉實驗，菲涅耳的衍射實驗（一直堅信「光是粒子」的泊松，無意間通過圓盤實驗成就了菲涅耳的波動理論，「泊松亮斑」由此而來），麥克斯韋的電磁波理論（認為光就是電磁波，而電磁波瀰漫於整個空間中；而赫茲於1888年通過實驗證實了電磁波的存在），更是為光的波動理論奠定並鞏固了根基。

至此，人們更加堅信，光就是連續的波；也仍然相信著「大自然就是一個連續體的存在」。

然而，科學是在不斷的探索和發現中前進的。意即，科學在前進的道路上，如同闖關卡一般，就是在不斷地推翻舊有的物理認知體系，重建新的科學理論框架後，才能繼續前進。

光的波動說，隨著時間的向前推移，以及物理學家們在探索道路上的不斷新發現，漸漸地，被「三座大山」壓的完全變了形。在這「三座大山」面前，光的波動理論岌岌可危。它們就是：黑體輻射，光電效應，以及原子光譜。

黑體輻射實驗，實驗結果與理論值之間卻存在著很大差異。按照電磁波理論推導出的公式，應該與實驗曲線完全吻合才對，事實卻不盡然。比如，維恩公式，只與電磁波的短波部分相吻合，卻不適用於長波部分；而瑞利-金斯公式，卻只適用於電磁波的長波部分，而無法與短波部分相吻合。這又是為什麼呢？

光電效應實驗，更是與電磁波理論存在諸多差異。比如：電子被光激發出來，並非與光的強度有關，而是與光的頻率有關；電子被光激發出來的時間，遠遠小於按電磁波理論計算出來的時間（事實相差6個數量級）；被光激發出來的電子動能，實則與光的頻率有關，而非與按電磁波理論推出的光強度有關。實際實驗現象與電磁波理論的預測如此大相徑庭，這又是為什麼呢？

原子特徵光譜實驗，對光的波動理論更是致命一擊。如果說光的波動理論還能在黑體輻射和光電效應實驗中，竭力維持住原有形象的話，那麼原子特徵光譜實驗對它的挑戰，讓它徹底失去了維持住原有形象的能力。按照電磁波理論，原子特徵光譜應該呈現出連續的譜線圖，而事實呈現出來的卻是一條條離散的譜線。這又是為什麼呢？除非電子在能級的躍遷中吸收或釋放的能量不是連續的才能解釋的通啊。

挑戰光的波動學說的「三座大山」，已經將光的波動理論壓的完全變了形，更是將物理學界那些堅持「光的波動理論」的研究學者們壓得喘不過氣。光究竟是波還是粒子呢？探索科學，探索宇宙，水木長龍與您繼續我們的探索之旅。

1900年，普朗克提出一個驚人理論：電磁輻射的能量並不是連續的，而是一份一份向外輻射的，並指出電磁波輻射能量最小單元為E=hν（E為能量，h是普朗克常數：6.626×10^-34焦?秒，ν為頻率），定義為「能量量子」。電磁波只能以「能量量子」的整數倍向外輻射，即hν，2hν，3hν，4hν，5hν……

愛因斯坦藉助普朗克的「能量量子」假說，完美解決了光電效應問題，並將光子的能量公式E=hν與自己的質能方程E=mc^2結合起來，將光的波動性和粒子性統一了起來——即現在眾所周知的光的波粒二象性。

事實是，光在宏觀上呈現出波的特性，在微觀上呈現出粒子的特性。如果非要問光究竟是不是連續的，歸根結底，光是以「光量子」的方式非連續傳播的。

一旦能量被量子化，運動、時間、空間，也就被量子化了。因為根據愛因斯坦的相對論，我們所在的是四維時空，時間和空間是一個統一體，離開時間談論空間，或者離開空間談論時間，都將變得毫無意義；而物質與時空又是一個統一體，沒有不存在物質的時空，也沒有不存在時空的物質，離開時空談物質，或離開物質談時空，同樣會變得毫無意義；有物質，就有運動（無論是宏觀上的運動（物體的各種運動），還是微觀上的運動（分子原子等的振動）），有運動也就離不開能量。所以，時間，空間，運動，能量，四者都被統一了起來。既然能量能被量子化，同樣的，時間（普朗克時間：10^-43秒）、空間（普朗克長度：1.6×10^-35米）、運動都可以被量子化。換句話也就是，宇宙萬物都不是連續的存在，而都是量子化的存在。

既然時間和空間以及萬物的運動，都不是連續的存在，為什麼我們感覺不到它們的間斷變化呢？

原因可以思考一下動畫的製作和播放。製作動畫時，將人物的所有動作都分布在一幀幀（正因為不是連續的幀，所以可以插幀，刪幀，選擇關鍵幀等）上，如果只對單獨一幀觀看時，人物都是靜止的，但如果將分布在所有幀上的人物動作連貫起來快速播放觀看時，人物動態的活動情景就會生動地表現出來。

根據動畫的製作和播放原理，我們可以進一步思考一下：我們生存的現實世界，是否就像分布在一幀幀上的動畫一樣，之所以看起來具有如此的連續性（或連貫性），是因為宇宙萬物就像已經按下播放按鈕的動畫一樣，都在不停地向前演變發展，從未停止過。只是，是誰按下了我們宇宙的「播放」按鈕呢？是否有「暫停」或「停止」按鈕的存在呢？

為了證明我們的推測，也為了證明整個宇宙可能都是量子化的存在，不妨我們進一步探討一下我們的推理。

我們可以用偉大科學家愛因斯坦的相對論為我們的推測尋找證據。

根據愛因斯坦狹義相對論，時間的改變與相對速度有關，越接近光速，相對時間就會變得越慢，等於光速，時間靜止，超越光速，理論上時間會出現倒流。

根據愛因斯坦廣義相對論，時空可以被扭曲變形。時空的扭曲與質量有關，質量越大，引力就越大，引力越大，時間流速會變得越慢，空間曲率會變得越大。也就是說，時間和空間都會受到質量的影響而改變原先的狀態。

看來，無論愛因斯坦的狹義相對論還是廣義相對論，都能對時間產生影響改變。

我們再回到動畫上進行對比探討。動畫里的每一幀對應的時間，可以看成是量子時間，一幀幀可以視為分布在時間上的一個個量子空間。空間的扭曲變形，相當於將動畫里的幀進行調位或修改；時間的改變，相當於動畫的播放速度，即幀頻。動畫里的暫停，相當於通過相對論的方法讓時間暫時靜止（或達到光速，或質量足夠大）；動畫的倒播放，相當於相對論里的超光速或超大質量使時空出現反演扭曲；動畫的停止，相當於整個宇宙的落幕；動畫的播放，相當於整個宇宙的重啟。

看來，如果將我們的現實世界——將我們的整個宇宙比喻成動畫播放的話，運用愛因斯坦的相對論，可以完美地解釋匹配，同時，也可以完美地印證出宇宙萬物的量子化。

如果我們的宇宙是量子化的，那麼是否有可能，我們的宇宙就是一部正在播放的超級動畫呢？

今天的分享就到這裡，感謝對水木的支持。

本篇文章「水木長龍」原創，轉載標明出處，謝謝！

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