宇宙印象 深度科普欄目第738期 作為量子力學(xué)中的重要理論，不確定性原理自1927年提出之后就得到了深入解釋。海森堡認(rèn)為，如果我們知道一個(gè)粒子的位置，就不可能同時(shí)知道這個(gè)粒子的速度，反之也是成立的。
這個(gè)定律也有很深刻的哲學(xué)道理，我們不可能知道一個(gè)事物的所有細(xì)節(jié)。著名的薛定諤的貓就是在此基礎(chǔ)上提出的思想實(shí)驗(yàn)，薛定諤在1935年將微觀領(lǐng)域的量子行為直接影響到宏觀世界。處于暗盒中的貓受控于放射性物質(zhì)衰變，衰變有50%的概率，那么貓就處于生死疊加狀態(tài)。這種奇怪的物理現(xiàn)象表明在微觀領(lǐng)域，物體可以同時(shí)處于兩個(gè)狀態(tài)。
目前這個(gè)理論再次得到延伸，英格蘭?？巳卮髮W(xué)的物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，量子力學(xué)還可以得出一個(gè)奇怪的物理現(xiàn)象，讓一個(gè)量子態(tài)物體同時(shí)獲得兩個(gè)溫度。
這和薛定諤的貓有異曲同工之妙，既然放射性元素的盒子中的貓既可以活著，也可以處于死的狀態(tài)，那么一個(gè)量子物體也能夠具備兩個(gè)極端溫度，處于既冷又熱的狀態(tài)。這種奇怪的量子悖論在過(guò)去數(shù)十年沒(méi)有取得令人說(shuō)服的解釋，反而讓世界進(jìn)入一種虛無(wú)縹緲的狀態(tài)，誕生了許多更加離奇的理論，比如多世界詮釋、多宇宙論等。
在20世紀(jì)30年代，海森堡和玻爾在非量子尺度上建立了能量和溫度的不確定關(guān)系，該理論指出，如果你想知道物體的精確能量，你必須將它隔離起來(lái)，不能有其他物體與之進(jìn)行熱交換。但如果你將該物體隔離，那么就無(wú)法精確測(cè)量其溫度，這就導(dǎo)致了對(duì)溫度的測(cè)不準(zhǔn)原理。這說(shuō)明當(dāng)你進(jìn)入量子尺度的世界時(shí)，所有的物體都會(huì)變得更加怪異。
在量子世界中，量子溫度計(jì)將同時(shí)處于冷熱的疊加狀態(tài)，溫度計(jì)不再具有明確定義的數(shù)值。量子尺度上的物體可發(fā)生相互疊加，還能產(chǎn)生能量，不論是高溫或者超低溫的物體都可以疊加。這與愛(ài)因斯坦的相對(duì)論截然不同，因此有科學(xué)家預(yù)感，量子理論的發(fā)展將是下一個(gè)引爆點(diǎn)，摧毀愛(ài)因斯坦建立的宇宙觀，讓我們對(duì)宇宙有個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。
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