字?jǐn)?shù)有點(diǎn)多，不過(guò)看完夠你完全了解量子力學(xué)了。

你一定知道磁鐵吧，你也知道金。

當(dāng)你把你手上的金戒指連續(xù)26或27次對(duì)折后，最小的那塊就是黃金的最小單位了：金原子。

宇宙中所有物質(zhì)都是由原子構(gòu)成。

原子又是由什么構(gòu)成的呢？

原子

現(xiàn)在，你就要進(jìn)入“量子世界”，它是由基本物質(zhì)和光組成。

現(xiàn)在，我們將你無(wú)限的縮小，我們?nèi)タ纯磧蓚€(gè)磁鐵之間會(huì)有什么火花。

兩個(gè)磁鐵將要靠攏，你就緊貼著其中一個(gè)磁鐵。

你能看到搖擺的原子，當(dāng)他們無(wú)限接近時(shí)，突然！一陣光閃現(xiàn)，再接近，越來(lái)越多的光珠出現(xiàn)，你或許快被閃瞎了。

這就是超距反應(yīng)。你剛才看到的是一種神秘力——電磁力。這種作用力由虛光子攜帶。

宇宙中的任何地方，都存在電磁場(chǎng)，虛光子可以在任何時(shí)刻出現(xiàn)。

這種作用力，被一種叫做“電磁荷”的東西支配。

虛擬光珠就是把同種電荷排斥，異種電荷吸引的東西。它們距離越近，虛擬光珠就越多。

事實(shí)上，電磁場(chǎng)不僅規(guī)范了所有電荷和磁荷物體的運(yùn)動(dòng)，還創(chuàng)造了一切帶電粒子、光！

現(xiàn)在我們?cè)賮?lái)研究一下原子，我們大多數(shù)人知道原子核，以及外面的電荷。當(dāng)你變得足夠微小時(shí)，事實(shí)上，你還是很難抓到電子，因?yàn)樗鼈兛偸且詿o(wú)法預(yù)測(cè)的方式改變自己的軌跡。

好不容易，你抓住了一個(gè)電子，是的，你確實(shí)抓到了他，你握緊，再握緊……突然，它消失了。

確實(shí)，它消失了。

原來(lái)它在你手心挖了地道，鉆出去了。

量子躍遷，這是只有在足夠小的尺度才會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象。它的特性之一：它能自由跳躍。這種現(xiàn)象被稱為“量子隧穿”或者“量子躍遷”。而且，量子世界的所有粒子都能如此。

它們的神秘在于，的確以隧穿的形式運(yùn)動(dòng)，而實(shí)際上這里沒(méi)有什么隧道……

因?yàn)榱孔铀泶?，它們可以任意穿梭不受任何阻礙。一切的一切，只是因?yàn)?，它們能夠在周圍的“?chǎng)”中借到能量。并且，你不可能會(huì)知道它們借到了多少能量，因?yàn)槟銦o(wú)法測(cè)得它的速度。

量子隧穿會(huì)讓你覺(jué)得天方夜譚。愛(ài)因斯坦曾經(jīng)對(duì)他的學(xué)生說(shuō)：“如果你們理解了我要告訴你們的事情，那么顯然我沒(méi)有講清楚”。

德國(guó)物理學(xué)家賓寧和瑞士物理學(xué)家羅雷爾用實(shí)驗(yàn)證明了量子隧穿。他們將一根極細(xì)的針連接到電流儀上掃描物體表面，不讓針尖接觸表面，然后他們檢測(cè)到了電流，這意味著電流來(lái)自電子躍遷。他們還造出了“隧道掃描顯微鏡”。這臺(tái)機(jī)器能看到原子本身。因此，他們獲得了1986年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

如今的科學(xué)認(rèn)為，電子不由比它更小的微粒組成，它們就是電磁場(chǎng)的產(chǎn)物，是電磁場(chǎng)的一種表現(xiàn)。先前我們稱之為虛擬光子的，它們是虛擬粒子，是各種作用力的力載流子，存在的意義在于攜帶作用力。

實(shí)光子和電子一樣，也是電磁場(chǎng)的基本表現(xiàn)，不由任何其他物質(zhì)構(gòu)成。而他們的碰撞，卻能產(chǎn)生神奇的反應(yīng)。

光子透過(guò)場(chǎng)的假想圖

很多光子從太陽(yáng)的內(nèi)核中，大約花了8分鐘到達(dá)地球，當(dāng)它好不容易逃出太陽(yáng)時(shí)，見(jiàn)到電子，它就消失了。

而與此同時(shí)，電子變得狂暴不安，因?yàn)樗患ぐl(fā)了。

電子吞下了光子。

它們能相互作用，能相互轉(zhuǎn)化。

看上去很奇妙，事實(shí)上你早就熟悉它。當(dāng)陽(yáng)光照耀在你的肌膚上，你會(huì)消去寒意沐浴在陽(yáng)光的溫暖中，你的皮膚當(dāng)然和其他物質(zhì)一樣由原子構(gòu)成，當(dāng)陽(yáng)光照射時(shí)，皮膚的原子和電子會(huì)捕獲一些光子，進(jìn)入激發(fā)狀態(tài)。在激發(fā)狀態(tài)下，電子搖擺不定，于是你就感受到了皮膚帶來(lái)的熱量。

在此，你得到了驚人的發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)與光能相互轉(zhuǎn)化。

這也能解釋這世間的顏色。

原子在吞了光子后，也能吐出，讓我們和其他物體以顏色的形式“發(fā)光”。那些顏色就是原子的電子所吞噬而又釋放的顏色。其他的顏色就被物質(zhì)所吸收變成熱能或被儲(chǔ)存。

如果沒(méi)有電子和光子的反應(yīng)，我們看到的將是一片黑暗的世界。

前面我們提到了引力，引力讓你緊貼著地面，但是為什么沒(méi)有讓你直接滲透到地心呢？為什么我們不能穿越地面呢？

電子依然會(huì)給你答案。

如果你想在原子核外增加一個(gè)電子，那么它就必須符合一定的規(guī)則，因?yàn)槊總€(gè)電子都有自己的電子軌道，如果一層已經(jīng)填滿，新來(lái)的電子就只能寄托在其他軌道上。（這里提的軌道是一個(gè)區(qū)域）

這叫做泡利不相容原理，1925年瑞士物理學(xué)家泡利發(fā)現(xiàn)了它，也因此在1945年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

因此，你無(wú)法穿越地面，因?yàn)榈孛嬖拥淖钔鈱与娮硬辉试S你的最外層電子通過(guò)，因此，你們之間只能保持距離。

那我們?yōu)槭裁从帜茈S意的穿越空氣呢？

因?yàn)槲覀兊脑咏壴谝黄穑瑯?gòu)成了我們相對(duì)固體的狀態(tài)，而空氣的原子（分子）并沒(méi)有綁在一起，它們可以為你讓路。這也是固體和液體氣體的區(qū)別。

我們弄懂了原子核外的電子，那我們勢(shì)必進(jìn)入原子核一探究竟了。

原子核比電子重了1836倍，初中物理告訴我們，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，當(dāng)然，現(xiàn)實(shí)世界并不這么簡(jiǎn)單。

新西蘭的物理學(xué)家盧瑟福在1911年發(fā)現(xiàn)了原子，但他不知道質(zhì)子之中還有物質(zhì)。

在質(zhì)子內(nèi)部，你會(huì)發(fā)現(xiàn)無(wú)數(shù)的虛擬粒子出現(xiàn)，消失，他們不同于虛擬光子，他們攜帶了另外一種作用力，這些力讓我們的原子不至于瓦解，他們更加強(qiáng)大，因此成為“強(qiáng)相互作用力”。

質(zhì)子中，有三個(gè)小東西，叫做“夸克”，他們真的是三個(gè)形影不離的家伙，也是世界上最忠誠(chéng)的家伙（可惜是轟轟烈烈的三角戀）

粒子

。

他們之間的距離越遠(yuǎn)，強(qiáng)相互作用力就會(huì)越大，那些虛擬粒子也就越多越狂暴。夸克相互綁在一起，自然要有人來(lái)看守他們，而看守這個(gè)監(jiān)獄的守衛(wèi)就是膠子（它們的確像膠水一樣）。

膠子和夸克構(gòu)成了世界上的質(zhì)子。

膠子是我們已知的最強(qiáng)大力量——強(qiáng)核力的攜帶者。

膠子和質(zhì)子屬于另一個(gè)“場(chǎng)”，這也是一個(gè)量子場(chǎng)，它們也能隧穿，突然出現(xiàn)，突然消失，它們屬于強(qiáng)相互作用場(chǎng)。

這個(gè)場(chǎng)中有六種夸克，這里我們只介紹其中的兩種：“上夸克”和“下夸克”。質(zhì)子中有兩個(gè)上夸克一個(gè)下夸克。

與此對(duì)應(yīng)的中子，英國(guó)物理學(xué)家詹姆斯首先發(fā)現(xiàn)它并因此獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，中子里，膠子禁錮了兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克。

中子和質(zhì)子能共存于原子核，這一切得益于一種強(qiáng)作用力。

兩個(gè)膠子，在一瞬間變成了夸克！這時(shí)它們成為另一種強(qiáng)作用力的攜帶者，它們飛奔到附近的夸克監(jiān)獄時(shí)，又變回了膠子，這樣的物質(zhì)交換，讓中子和質(zhì)子能共存，確保了原子核的穩(wěn)定，參與交換的粒子，那兩個(gè)膠子（夸克），被稱為“介子”，它們攜帶的力被稱為“強(qiáng)核力”，一種非常大的吸引力。日本物理學(xué)家預(yù)言了它的存在也獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

而有趣的是，原子的核聚變，讓多個(gè)原子變成一個(gè)原子，自然會(huì)有多余的膠子和介子被解放。（就如部門(mén)合并會(huì)裁員一樣），膠子和介子帶有質(zhì)量，而這丟失的質(zhì)量變成了能量讓恒星閃耀。

根據(jù)愛(ài)因斯坦的E=mc2（E是能量，m質(zhì)量，c光速），轉(zhuǎn)化而來(lái)的能量也很大了，所以太陽(yáng)如此閃耀。

有了強(qiáng)相互作用力和強(qiáng)核力，當(dāng)然自然界就有弱核力了。（因?yàn)榇笞匀豢偸窍耜庩?yáng)一樣平衡）。

這種力可能會(huì)讓你恐懼，因?yàn)樗鼈兒蛷?qiáng)核力的作用相反，它們能讓原子核崩裂，這種量子場(chǎng)成為“弱核力量子場(chǎng)”，它們也有自己的基本粒子和作用力攜帶者。

“放射性”就是它們的特征之一。

放射性

放射性能對(duì)人體造成傷害，人人都知道，也因此，科學(xué)家們?cè)谘芯克鼤r(shí)作出了很多犧牲，著名的科學(xué)家居里夫人就是其中之一。

要對(duì)它研究，我們或許需要在大一點(diǎn)的原子中去探究。

在你身邊讓你最熟悉的或許就是金原子了。

黃金實(shí)在恒星爆炸時(shí)產(chǎn)生的，而不是在恒星活著時(shí)誕生。

不過(guò)金原子還不夠大，我們需要對(duì)钚-239進(jìn)行研究。在它的原子核中，會(huì)有一個(gè)虛擬粒子擊中下夸克，讓其變成上夸克，于是，一個(gè)中子變成了質(zhì)子，膠子監(jiān)獄難以平衡了，整個(gè)原子就不再平衡。

那些原子瘋狂地分裂，變成更小的原子，每個(gè)原子核都在爭(zhēng)搶電子，這每一步都會(huì)有大量的能量釋放。這就是弱核力的一種表現(xiàn)形式，其攜帶者就是W和Z玻色子。

剛才的現(xiàn)象，叫做原子核的自發(fā)裂變，放射性衰變。

縱觀這次衰變，你會(huì)發(fā)現(xiàn)能量少了一些，它被一種粒子帶走了——“中微子”。它們不受任何阻礙，能穿越皮膚，這似乎很恐怖，它甚至能穿越地球。或許這讓你惴惴不安，不過(guò)不用擔(dān)心，這不是對(duì)你造成傷害的粒子，而危險(xiǎn)的是：夸克監(jiān)獄，電子和光子。

夸克監(jiān)獄，也就是兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，成為“阿爾法粒子”。它們實(shí)際上就是失去一個(gè)電子的氮原子，所以它們?yōu)榱吮３址€(wěn)定，就瘋狂地從外處尋找電子，當(dāng)你在附近時(shí)，它們就會(huì)在你的皮膚上尋找電子，形成了所謂的放射性灼燒。

第二種是高能電子，它能將遠(yuǎn)處（你的皮膚）上的電子擊飛，擊飛后，結(jié)果可想而知。

第三種是高能光子，如伽馬射線，它們也能從原子帶走電子，同樣的帶來(lái)灼燒，而更恐怖的是，伽馬射線能穿透皮膚，還會(huì)對(duì)我們的DNA構(gòu)成威脅，這帶來(lái)的可能就是基因突變和癌變了。

可見(jiàn)，放射性衰變后果異?？膳?，但它也沒(méi)那么壞，它也創(chuàng)造了我們。

在地幔層，無(wú)時(shí)無(wú)刻都在發(fā)生衰變（遠(yuǎn)古時(shí)期或許更頻繁），它們釋放的這些高能粒子產(chǎn)生巨大熱量，讓我們地球有了溫暖，爆發(fā)了地震或火山爆發(fā)，這在現(xiàn)在是災(zāi)難，但在遠(yuǎn)古時(shí)期，正是這些劇烈的地質(zhì)變化產(chǎn)生了原始海洋，在其中孕育了生命。

沒(méi)有放射性，我們也就不存在了。

自此，我們了解了4種作用力：引力，電磁力，強(qiáng)核力，弱核力。他們都有自己的基本粒子。

引力：引力子（或許它不存在，我們稍后會(huì)說(shuō)到）

電磁力：光子

強(qiáng)核力：膠子

弱核力：W和Z玻色子

這里，或許我有必要說(shuō)說(shuō)什么是虛擬粒子了。

虛粒子：根據(jù)量子力學(xué)的不確定原理（之后會(huì)提到），宇宙中能量在短暫時(shí)間內(nèi)在固定的總數(shù)值左右起伏，在這起伏時(shí)間里，會(huì)誕生粒子，之后又消失。

當(dāng)你學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)，或許你需要先站在偉人的肩上。

我想我可以很有把握的說(shuō)，沒(méi)有人懂量子力學(xué)。

理查德·費(fèi)曼 1965年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主

上帝很微妙，但他不會(huì)惡作劇。我又很懷疑，或許上帝喜歡惡作劇。

阿爾伯特·愛(ài)因斯坦 1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主

沒(méi)有任何能夠轉(zhuǎn)化為圖像的語(yǔ)言能描述量子躍遷。

馬克斯·玻恩 1954年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。

那些在一開(kāi)始接觸量子理論時(shí)沒(méi)有感到震驚的人不可能真正理解它。

尼爾斯·1922年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。

物理學(xué)畢竟是一門(mén)科學(xué)，科學(xué)就應(yīng)該從簡(jiǎn)，于是，有科學(xué)家企圖將4中作用力統(tǒng)一。

在1979年，三位美國(guó)科學(xué)家作出了一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)：電磁力和弱核力是另一種作用力、另一種場(chǎng)的兩種不同表現(xiàn)。被稱為“電弱場(chǎng)”。

這為更大理論——一個(gè)理論鋪下了道路。

真空真的什么都沒(méi)有嗎？

讓我們想象一下，給你一個(gè)粒子，如果你不去觀察，它會(huì)沿著什么軌跡運(yùn)動(dòng)呢？實(shí)際上，一個(gè)粒子能經(jīng)過(guò)你想象的所有途徑，并且是同時(shí)！這是因?yàn)榱孔訄?chǎng)會(huì)給粒子帶來(lái)奇怪的效應(yīng)。

這就的確意味著它分裂成很多自己的影像，這些軌跡填滿了空間和時(shí)間的所有點(diǎn)，你在任何時(shí)間地點(diǎn)都可能見(jiàn)到他，只是概率不同罷了。

再重復(fù)一遍，它經(jīng)過(guò)了所有途徑，同時(shí)。

慢放來(lái)看，它出發(fā)，似乎分裂了無(wú)數(shù)自身的影像，成為一種波，然后突然聚集，到達(dá)終點(diǎn)（你的檢測(cè)器吧或許）

其實(shí)，這并不可能被偵查到，在沒(méi)有人觀察時(shí)，它無(wú)處不在，而你觀察時(shí)，它只在一個(gè)地方。

微觀世界，看上去是一個(gè)由各種可能性構(gòu)成的混合體。

可能性而非確定性是微觀世界（量子尺度）你不得不接受的事實(shí)。

在微觀世界中，你能看到粒子無(wú)中生有地自發(fā)形成，在它們消失前，按照一切可能途徑運(yùn)動(dòng)，然后又轉(zhuǎn)瞬無(wú)端消失。

這因?yàn)?，量子?chǎng)無(wú)處不在。

真空也一樣，你可以把空氣拿走，但你不能拿走時(shí)空，你也無(wú)法拿走空氣中的量子場(chǎng)，所以，真空中存在量子場(chǎng)。

1948年，荷蘭物理學(xué)家亨德?tīng)柨恕たㄎ髅谞栄芯苛诉@個(gè)現(xiàn)象。

卡西米爾效應(yīng)

想象兩塊很小的金屬板平行相對(duì)放置，你應(yīng)該在腦海中描述這個(gè)畫(huà)面。結(jié)果是，它們相互移動(dòng)了。這個(gè)現(xiàn)象被稱為“卡西米爾效應(yīng)”。

原因很簡(jiǎn)單：兩塊金屬塊外面空間大于兩者之間，后果就是兩板之間產(chǎn)生的虛擬粒子應(yīng)該和之外的空間不同，兩個(gè)真空就有所不同，于是就有移動(dòng)的趨勢(shì)了。

當(dāng)電子產(chǎn)品越來(lái)越小時(shí)，工程師也不得不考慮這種效應(yīng)。

我們知道，世界上沒(méi)有相同的兩片樹(shù)葉，但我告訴你，世界上所有的基本粒子（光子等）都是一模一樣的。因?yàn)橛钪嬷?，所有的基本粒子，都誕生在同一個(gè)背景場(chǎng)中，也在任何時(shí)候被同一背景場(chǎng)湮沒(méi)。真空中能量越多，產(chǎn)生的基本粒子也越多。

要想統(tǒng)一他們，需要足夠的能量?？茖W(xué)家們稱（我也不知道他們?cè)趺从?jì)算的）一千萬(wàn)億度（這個(gè)數(shù)字似乎毫無(wú)意義）能讓電磁場(chǎng)和弱核力場(chǎng)統(tǒng)一成“電弱場(chǎng)”。（所以我都不想提電弱場(chǎng)）

但這也不是不可能，你忘了大爆炸了嗎？在那個(gè)體積足夠小，質(zhì)量無(wú)限大的地方，或許能滿足這個(gè)條件，或許還能統(tǒng)一所有場(chǎng)，或許只有一個(gè)場(chǎng)存在。

等等，什么是質(zhì)量？

百度文科告訴我，質(zhì)量是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。

那么，誰(shuí)來(lái)改變？

2012年（是的，是這一年人類科學(xué)才知道質(zhì)量的奧秘），科學(xué)家在瑞士日內(nèi)瓦的粒子加速器中喚醒了一種粒子，它是宇宙質(zhì)量起源，媒體稱之為“希格斯粒子”，它的場(chǎng)成為“希格斯場(chǎng)”。

由于希格斯場(chǎng)的存在，原本沒(méi)有質(zhì)量的基本粒子可以從中獲得能量，粒子通過(guò)希格斯場(chǎng)，使其有阻礙作用。光子因?yàn)椴皇芟８袼棺拥挠绊懚痪哂匈|(zhì)量。

希格斯場(chǎng)

不過(guò)，它不代表了宇宙中所有的質(zhì)量，中子和質(zhì)子大多數(shù)質(zhì)量來(lái)自夸克束縛在其邊界的作用力，來(lái)自夸克-膠子濃湯。

現(xiàn)在，或許你還是迷惑為什么粒子能憑空產(chǎn)生，天下并沒(méi)有免費(fèi)的午餐，因?yàn)檫@其中還有“反物質(zhì)”。

人類中的一位天才告訴我們：構(gòu)成我們的物質(zhì)，行星、恒星等物質(zhì)，只是所有物質(zhì)的一半。他就是保羅·狄拉克。當(dāng)然這個(gè)結(jié)論不是想象的，而是依據(jù)愛(ài)因斯坦對(duì)于物體高速運(yùn)動(dòng)的研究和量子粒子們的奇特行為。順便說(shuō)一下，他創(chuàng)建了量子理論，作為結(jié)果，他發(fā)現(xiàn)了反物質(zhì)。

在你眼前，一個(gè)電子憑空出現(xiàn)。

不同的在于，電子帶有電荷，物質(zhì)能產(chǎn)生可以理解，因?yàn)榭梢杂赡芰哭D(zhuǎn)化而來(lái)，但電荷就不同了。一個(gè)負(fù)電荷的出現(xiàn)，而正電荷又沒(méi)有出現(xiàn)。這不可能。

最簡(jiǎn)單的答案往往是正確的：正電荷和負(fù)電荷（電子）同時(shí)產(chǎn)生，這個(gè)正電荷我們成為“反電子”。

電子和反電子無(wú)中生有地過(guò)程叫做粒子-反粒子偶的產(chǎn)生。同樣，當(dāng)他們下次相遇時(shí)，它們的質(zhì)量變回了能量，變成光。

首先探測(cè)到反電子的是美國(guó)物理學(xué)家卡爾·D·安德森。但他取名正電子。因此，他也獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

這樣，反物質(zhì)誕生了。

反物質(zhì)相撞湮滅

我們說(shuō)所有物質(zhì)都有反物質(zhì)，不僅電子，還有夸克，膠子，光子……因?yàn)楣庾优c反光子都不帶電子，所以它們一模一樣。

我想我可以毫不負(fù)責(zé)地說(shuō)，你本身也有你的反本身，說(shuō)不定他還在另外一個(gè)世界等你呢，或者他分布在世界各處，還未成形罷了。為什么我敢這么斷言呢？

任何反粒子都與它對(duì)應(yīng)的正常粒子遇到都會(huì)湮滅。

所以，當(dāng)你在一個(gè)反物質(zhì)的世界里看到你的“反你”的時(shí)候，你還是祈求別和他握手吧，否則你們會(huì)瞬間湮滅……

現(xiàn)在，或許我要將你帶入大爆炸了，因?yàn)槟阋呀?jīng)知道了量子粒子的場(chǎng)。

它們可能被統(tǒng)一。

你知道了質(zhì)量和反物質(zhì)。

當(dāng)你再次來(lái)到最后散射面，前面是可以通行的，光無(wú)法前行是因?yàn)樗車嗄芰俊，F(xiàn)在我們假設(shè)你能無(wú)視這些能量，它們不會(huì)讓你湮滅。

你像是在被密集的粒子構(gòu)成的濃湯中，其中是各種激發(fā)態(tài)以及基本粒子、作用力攜帶者。

你逐漸發(fā)現(xiàn)，時(shí)空被彎曲到驚人的地步。

這里的宇宙有38萬(wàn)年歷史。

現(xiàn)在你來(lái)到了最后散射面的38萬(wàn)年前，這里原子核都被崩解了，這里沒(méi)有了強(qiáng)核力，這里有一千億度。

你現(xiàn)在看到的是各種W和Z玻子，這些在地球上幾乎看不到的粒子。

當(dāng)然，最終，在那個(gè)點(diǎn)的附近，我們成為“開(kāi)端”的，所有的力（除了引力）都被統(tǒng)一，所有的場(chǎng)都被統(tǒng)一，宇宙的物質(zhì)和能量忽然消失，只有一種基本粒子，浸泡在它的場(chǎng)中。

這就是“暴脹場(chǎng)”。

暴脹時(shí)期

在這里，引力帶來(lái)的時(shí)空扭曲過(guò)于強(qiáng)烈，量子效應(yīng)不復(fù)存在。

沒(méi)有了這些，還有什么科學(xué)能讓我們繼續(xù)前進(jìn)呢？

我們先暫時(shí)回來(lái)，說(shuō)說(shuō)我們吧。

因?yàn)檫@些粒子的存在，我們的生活，或者說(shuō)我們的歷史留下了一系列圖像在時(shí)間和空間的移動(dòng)。從它們身上反射出來(lái)，所有的光和粒子都形成了我們存在的意義。這些影像成為一個(gè)以我們?yōu)橹行囊怨馑傧蛴钪鏀U(kuò)散，成為雖不可見(jiàn)但無(wú)處不在的場(chǎng)中的漣漪。

我們已經(jīng)了解了愛(ài)因斯坦主宰的相對(duì)論，我們也了解了量子理論，現(xiàn)在我們要綜合起來(lái)，盡管兩者格格不入，現(xiàn)在，我們將引力和量子物理學(xué)混合起來(lái)，讓你在極大和極小的世界穿越。

或許，你早就想了解黑洞了，你發(fā)現(xiàn)我們所說(shuō)的“開(kāi)端”和黑洞是如此的相似。的確，它們存在很多共性。

不過(guò)，我們的黑洞只是和早期宇宙相似吧，和我們所到達(dá)的最后點(diǎn)還是有很大差距，我們稱那個(gè)科學(xué)止步的墻為“普朗克墻”，在這個(gè)墻的一切數(shù)字都被成為普朗克尺度。

普朗克

在這個(gè)墻外，也就是黑洞這種尺度，引力只有在考慮了量子效應(yīng)后才會(huì)適用。這似乎是大自然唯一能同時(shí)適用兩種理論的尺度吧。

或許你應(yīng)該集中注意力了。

在量子世界里，某事可能發(fā)生，那么它一定發(fā)生。

哪怕只是兩個(gè)微小的電子相互作用，在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的虛擬粒子都會(huì)有無(wú)限多，所以會(huì)有無(wú)窮多的粒子牽扯其中。這必然意味著宇宙各處都有無(wú)窮大的能量。而無(wú)窮大的能量必然給時(shí)空帶來(lái)巨大引力效應(yīng)！那就各處都有黑洞了，這就顯然不正確了！

這就是量子理論和相對(duì)論的沖突之一。

對(duì)于量子力學(xué)的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，解決的辦法很簡(jiǎn)單：除去引力。

而這給他們帶來(lái)了很多成就，除去了引力，他們預(yù)言了很多粒子，甚至精確了它們的質(zhì)量和電荷。

這個(gè)去除引力和無(wú)窮多的過(guò)程，叫做“重正化”。

但事實(shí)上，這樣來(lái)說(shuō)，就不是真實(shí)的世界了，所以，我們還是把引力拉回來(lái)，現(xiàn)在我們想象把引力引入量子力學(xué)，想象引力不是時(shí)空扭曲造成的，而是引力場(chǎng)和它們的粒子——引力子造成。

所以，我們認(rèn)為這個(gè)場(chǎng)是時(shí)空，基本粒子是時(shí)間和空間。

這就意味著我們周圍有時(shí)空的基本小塊。它們甚至服從量子躍遷！

換句話說(shuō)，廣義相對(duì)論的時(shí)空概念和量子理論的時(shí)空概念不同。

這樣的沖突似乎無(wú)法解決了。

在最后一章中我們會(huì)為你介紹一個(gè)瘋狂地理論來(lái)解決它。

量子（各種場(chǎng)的基本粒子）在你不觀察時(shí)呈現(xiàn)量子波動(dòng)性，但當(dāng)你檢測(cè)到時(shí)，它們便失去了這種波動(dòng)性。這種過(guò)程叫做“量子波坍縮”。

在物理學(xué)中，你無(wú)法知道粒子所在的位置和速度。因?yàn)槟阒灰^察到了它的位置，它便不再波動(dòng)，失去了速度。這個(gè)規(guī)則叫做“海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理”。

現(xiàn)在我們?yōu)槟憬榻B一個(gè)非常非常著名的量子理論的實(shí)驗(yàn)。它的設(shè)計(jì)者是奧地利物理學(xué)家埃爾溫·薛定諤。他將量子效應(yīng)放到了人類的尺度。

薛定諤的貓

現(xiàn)在，你需要一只貓，一個(gè)封閉的盒子，關(guān)上后，沒(méi)有人知道里面發(fā)生了什么。你還需要一種放射性材料，它有一半的幾率釋放放射性。你還需要一把錘子和一個(gè)放射性探測(cè)器。

簡(jiǎn)單的說(shuō)，這只貓有百分之50的幾率會(huì)死亡，一半的幾率會(huì)活著。

那么問(wèn)題來(lái)了，貓死了嗎？

量子效應(yīng)出現(xiàn)了，但除非你打開(kāi)盒子，現(xiàn)在你不要作任何猜測(cè)，在真實(shí)生活中，在我們的尺度，你可以估計(jì)貓是死是活。

在量子世界中，可能發(fā)生，就必然發(fā)生。

大多數(shù)時(shí)間，緣于各種不明確原因，各種可能性的疊加不被我們注意到。或者還沒(méi)到達(dá)我們的尺度。

所以貓死了，又活著。

你立刻打開(kāi)確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)它活著。

但你這個(gè)動(dòng)作干擾了實(shí)驗(yàn)，因?yàn)槟阍斐闪恕疤s”。

那么坍縮真的發(fā)生了嗎？

幾年后，薛定諤設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，他們用原子和光，驗(yàn)證了量子疊加的真實(shí)，他們發(fā)現(xiàn)幾乎所有量子粒子都能同時(shí)以不同且互斥的狀態(tài)存在。這也是如今量子計(jì)算機(jī)的基本原理。

所以，在那個(gè)時(shí)間里，貓既死了，又活著。

那么那只死了的貓去哪兒了？

一些人認(rèn)為，這和我們的意識(shí)有關(guān)，我們的動(dòng)作和思想把現(xiàn)實(shí)凍結(jié)在了某個(gè)狀態(tài)，因而創(chuàng)造了現(xiàn)實(shí)。

這聽(tīng)起來(lái)很瘋狂不是嗎？

當(dāng)然，我們不會(huì)這么解釋，我會(huì)為你介紹它，或許會(huì)讓你信服一些，那就是“平行宇宙”。

平行世界

你一定知道坐標(biāo)系吧，二維坐標(biāo)系很簡(jiǎn)單，X方向左右，Y方向上下，所以，你隨便畫(huà)一條線，它的每一個(gè)點(diǎn)都想著它的切線方向前進(jìn)，或上或下。

如今，我們想象在宇宙中，這是一個(gè)多維的世界！

平行宇宙

也就是在多維的坐標(biāo)系上，貓活著在你的這個(gè)尺度發(fā)生了，

在另一個(gè)相反的方向它卻死了。現(xiàn)在理解了嗎？

在平行宇宙中，所有可能都被實(shí)現(xiàn)了。那些我們沒(méi)有體驗(yàn)的可能性都非常真實(shí)，只是存在別處。

宇宙中，任何可能發(fā)生的事情必然發(fā)生。（墨菲定律）

或許，量子世界讓你受夠了，也許你還沒(méi)看懂，又或許你得從頭再看一遍。