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“宇宙是什么”再添新猜想

2023-09-23李诏宇

科学导报 2023年54期
关键词:基本粒子量子宇宙

李诏宇

身处天地之间,每每仰观俯察,“宇宙是什么”这一问题往往会在脑海中浮现。事实上,在漫长的历史中,人们经常对此问题进行思考,对这一问题的认识也经历了一个复杂的演变过程。

近日,《新科学家》周刊刊发题为《对现实的重新思考:整个宇宙会不会就是一个量子单体》的文章,为我们提供了上述问题的一个可能答案——宇宙或许是一个巨大且特别的量子。

现代科学明确了宇宙的本质,那么我们又该如何理解宇宙的运行方式?换言之,人类该用什么样的视角理解宇宙呢?

多数近代物理学家倾向于以还原论的视角理解宇宙。马潇汉指出,在还原论视角下,物质最终都是由夸克等基本粒子构成的。科学家们可以理解构成宇宙的基本粒子的性质,并借此推断出宇宙的性质。在这种视角下,既然宇宙万物都是由不可再分的物质粒子堆砌而成,那只要找出构成宇宙的基本粒子,再通过分析、归纳等方式,就可以还原出宇宙存在的真相。

乍一看,还原论似乎为科学家们理解宇宙提供了一種简单有效的方式。然而,这种方式却并不完美。

在还原论的指导下,科学家们建立了粒子物理学,并试图构建出一个模型来解释宇宙中所有的现象,这个模型被称为“标准模型”。该模型归纳了61种基本粒子,但是这61种基本粒子只占宇宙的5%。“剩下的95%是无法用还原论解释的,这之中就包括约70%的暗能量和25%的暗物质。”马潇汉指出。

随着研究的深入,物理学家发现,极大的宇宙和极小的微粒之间存在不可分割的联系,而这种联系目前只能用量子理论来进行说明。

利学家们猜测,这种现象可能是量子纠缠导致的。量子纠缠通常被描述为量子体之间的关联,这种关联性证明了纠缠的量子系统不能被理解为是由某些部分构成的,它们就是同—的整体。若该理论成立,这也就意味着宇宙不同能量级实际上是同一的,宇宙万物就不是由逐级变小的部分组成,整个宇宙是一个“单一、不可分割的量子体”。

目前“单一量子体”这一猜想仍停留在科学哲学层面,科学家对于宇宙未知部分的探索仍在继续。要想将这一猜想以更精确的方式表达出来,还需要更多观测和理论方面的努力。

在求知欲和好奇心的驱使下,从千百年前的仰望星空开始,到如今在科学观测和理论指导下理解宇宙,人类从未停下对宇宙探索的脚步。随着文明和科技的进步,人类最终将揭开层层面纱,将宇宙的真实面貌越来越清晰地呈现出来。

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