第568章 理论的极限！不是时空极限！广相量子力学再度融合！最小尺度！(第2页)

“而我们现在讨论的是，它能预测的极限是什么。”

嗡！

众学生不明觉厉。

他们觉得布鲁斯教授的境界有点高。

李奇维也不再继续考验这些天才们，继续说道：

“

“其中会用到一些计算，大家不要开小差，不然可能听不懂。”

哗！

众人瞬间兴奋！

他们恨不得多长几只眼睛，怎么可能还走神。

在所有的期待下，李奇维说道：

“对于我们人类而言，世界是存在极限的。”

“比如根据宇宙膨胀理论，离我们无比遥远的地方，膨胀速度甚至超过了光速。”

“那么那里发生的任何事情，都将和我们无关，这个距离就是某种极限。”

“但是这个极限并不是理论的极限。”

“我们有99.99%的把握认为，哪怕是空间膨胀速度超过光速的那片区域，量子力学和相对论依然是成立的。”

“那里的时空会弯曲，那里的微观粒子位置动量不确定。”

“这是理论的普适性，也是我刚刚反驳安德森同学的理由。”

众人闻言，这下算是明白了。

“但是，在一种特殊的情况下，理论就有可能失效。”

“我们知道，对微观世界最重要的一步就是测量。”

“测量电子的位置、电荷、质量等。”

“没有测量，我们就无法观察微观世界的一切现象，也就无法创造对应的理论来解释现象。”

“测量至关重要，但测量本身却是有极限的！”

“在宏观世界，一个人想知道自己多高，拿个尺子量一下就行。”

 

“但如果想知道一个电子有大，拿尺子就不行了。”

“对于微观世界，唯一的测量方法就是用另一个微观粒子作为工具，去测量被测量的微观粒子。”

“但是微观粒子和宏观物质有巨大的差别，这就会导致测量出现极限。”

“现在，大家随着我一起，来做个思想实验。”

“思想实验很重要，希望你们在未来要逐渐学习并习惯这种思维。”

众人听的双眼放光，感觉在布鲁斯教授的娓娓道来下，他们已经站在了物理最前沿。

“假设现在要测量一个微观粒子A。”

“那么就必须发射出另一个微观粒子B与之相互作用，通常来说，B是光子。”

“如果想精确地测量出A的位置，那么就必须使光子的波长尽可能地短。”

“这样才能将粒子A恰好捕获在光子的波长中，从而达到【测量】目的。”

“A的尺寸越小，则光子的波长也要越短。”

“这一点大家能理解吧。”

“但是，根据e=hv，光子的波长越短，则频率越大，于是能量就越高。”

“当A的尺寸小到某个极限值时，这时候光子的能量也会到达一个极限值。”

“这个能量极限值就是【c2】。”

“这里的指的是所测量的粒子A的质量。”

“因此c2就是根据狭义相对论计算，该A粒子所具有的全部能量。”

“如果用于测量的光子的能量，超过了c2，那么光子在撞击到粒子A时，粒子A很可能会吸收掉这份能量，产生一个全新的粒子A。”

“如此一来，测量过程发生变化，我们甚至不知道自己到底在测量什么了。”

“换句话说，测量失去了意义。”

“这个时候，该光子的波长就是粒子A的【测量极限波长】。”

“一旦光子的波长低于这个极限，那么光子撞击粒子A足以产生新的粒子A。”

“【测量极限波长】很明显和粒子A的质量成反比关系。”

“粒子A的质量越大，则其能量c2就越大，那么测量光子的临界能量就越大，因此波长就越短，所以相应地，【测量极限波长】就越短。”

“此外，根据不确定性原理，可以将上述的方法描述的更精确。”

“当粒子A的能量不确定性大于c2时，就有足够的能量生成一个同类型的新粒子。”

“此时，测量同样失去了意义。”

众人听的目瞪口呆，震撼不已。

忽然，李奇维提高声音，说道：

“注意！”

“以上是从量子力学和狭义相对论的角度来阐述。”