科普知识300字左右 科普作文300字以上( 六 )


可是 , 第五维到底在哪里?克鲁查说:第五维已经崩解成一个圆圈 , 它的体积实在太小了 , 连原子都装不下 , 因而也无法测量 。一九二六年 , 克莱因甚至计算出第五维的尺寸只有10E-33公分(10的负33次方) , 而探测如此微小距离所需要的能量也就是是所谓蒲朗克能量(Planck energy) , 相当于10E 20亿电子伏特 , 百万兆倍于质子蕴藏的能量 。
克鲁查-克莱因理论在当时并未收到广泛关注和普遍认同 , 领一时风气之先的是另一套全新的理论:量子力学(quantum mechanics)(码了这么多字 , 原子物理学家终于登场了!)
8、量子力学 , 整合了三种自然相互作用力
一九二五年 , 以薛丁格(Erwin Schr?dinger)和海森堡(Werner Heisenberg)为代表的一组科学家 , 已经对原子运动给出了几近完整的数学描述 , 我们称之为量子力学 。
这是一套与黎曼、爱因斯坦学说迥异的解释自然力的理论 , 它的主要理论观点包括:
1、作用力是由于不连续的能量包交换而产生(也就是量子:quanta);
2、不同的作用力的产生来自于不同量子的交换;
3、我们永远无法同时知道次原子粒子的速度及其位置;
这就是著名的海森堡测不准定理 , 这个听起来不怎么靠谱的定理 , 却是半个世纪以来最经得起任何实验挑战的一个定理 , 至今 , 还没有任何一个实验结果违背了这一条定理 。
所谓次原子粒子:就是比原子还要微小的粒子 。海森堡测不准定律在哲学上的意义在于 , 它从物质构成的最底层 , 将所有事物的产生和构成 , 都解释为机率的一个表现 , 而不是一个必然的结果!换句话说 , 就是没有所谓客观存在 , 也没有所谓必然结果 。这一条 , 彻底撼动了唯物主义的基石 。
4、粒子有可能以有限机率进行穿隧或量子跳跃 , 并穿越不可浸透的障碍物 。
听起来各种不靠谱是吗?但是!这个理论不仅反复被实验证明 , 而且人们甚至根据该理论制造出了隧道二极管(tunnel diode , 或称江崎二极管) 。
量子力学以光子(也就是光的量子)为例 , 认为弱作用力和强作用力是源于能量量子的交换 , 并称之为“杨-米场” , 这是杨振宁和他的学生米尔斯于一九五四年发现的理论 。
你造吗?杨老师年轻的时候有多牛逼!到一九七O年代 , 杨-米场已经可以解开所有核子物质的秘密 , 可以解释有关于次原子粒子的任何实验数据 。在解释电子与光的交互作用时 , 其精确度达到千万分之一 , 号称是有史以来最精确的理论 。科学界对这个理论如此有信心 , 以至于称之为“标准模型”(Standard Model) 。
量子力学经过五十年的发展 , 成功地整合了四种自然作用力的三种:强作用力+弱作用力+电磁力 。但是 , 包括杨振宁本人在内的许多科学家都认为 , 标准模型一定不是最终的大一统理论 , 主要原因是该模型并不包括重力!
历史地看 , 可以这么说:量子力学只是根据次原子粒子的部分外表特性做了整理 , 却未对它们的来源做出任何说明 。
9、超重力论 , 在十一维空间统合四种作用力
统合量子理论和重力 , 以创造出一个“万有理论”(Theory of Everything) , 这个问题挫折了二十世纪最聪明的心智 , 包括爱因斯坦、海森堡等等一众科学界的巨擎和大碗 , 但均不可得 。


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