想象一下,一個(gè)所有東西都完全靜止的世界。
不只是沒有人在動(dòng),甚至連原子都是靜止?fàn)顟B(tài)。
這不是什么詩意的比喻,也不是哪部科幻電影里的場(chǎng)景,而是物理學(xué)一直試圖探索的極限,一個(gè)被稱作 “絕對(duì)零度” 的理論極限溫度。
絕對(duì)零度是溫度標(biāo)準(zhǔn)的最底端,在這個(gè)極限下,所有物質(zhì)的熱運(yùn)動(dòng)理論上應(yīng)該會(huì)完全停止。
這就引出了一個(gè)非常有趣的問題。
“如果物質(zhì)真的完全靜止了,那時(shí)間,是不是也會(huì)跟著停下來呢?”
我們平??偸抢硭?dāng)然地覺得,時(shí)間就是一直在流動(dòng)的東西。
它就像是人生舞臺(tái)后面的背景,所有事件與故事都是在這個(gè)背景下展開的。
可是,如果把世上一切的動(dòng)作都抽掉,那這個(gè) “時(shí)間的流動(dòng)” 本身,是不是也會(huì)跟著消失?
如果其他東西通通都停止了,那么 “時(shí)間” 又會(huì)變成什么樣子呢?
現(xiàn)在就讓我們一起來動(dòng)動(dòng)腦,來想想看這個(gè)問題吧
首先,我們先來理清一下 “絕對(duì)零度” 到底是什么,這可是大家在學(xué)校一定聽過的名詞哦。
絕對(duì)零度可不是單純只是 “非常非常冷” 這么簡(jiǎn)單。
它是溫度刻度上的最低點(diǎn),指的是攝氏零下273.15度,也就是0開氏度。
根據(jù)經(jīng)典熱力學(xué)的理論,在這種溫度下,粒子的熱運(yùn)動(dòng)應(yīng)該會(huì)完全停擺。
換句話說,物質(zhì)內(nèi)部將不再有任何混亂、震動(dòng),甚至也不會(huì)有分子互相碰撞的現(xiàn)象出現(xiàn)。
不過,這里有一點(diǎn)非常重要,那就是 “停止” 并不代表 “完全消失”。
在微觀的世界里,起作用的已經(jīng)不是我們熟悉的經(jīng)典物理,而是量子力學(xué)的規(guī)則。
而這套量子規(guī)則,有時(shí)候跟我們平常對(duì)物質(zhì)或運(yùn)動(dòng)的直覺想象會(huì)差得非常遠(yuǎn)。
即使已經(jīng)接近絕對(duì)零度,粒子還是無法避免會(huì)有一點(diǎn)點(diǎn)最低限度的晃動(dòng)。
這種晃動(dòng)就叫做 “零點(diǎn)振動(dòng)”。
也就是說,物質(zhì)之所以沒辦法真正完全靜止,就是因?yàn)檫@個(gè)現(xiàn)象。
那為什么說我們永遠(yuǎn)無法真正抵達(dá)絕對(duì)零度呢?
先從熱力學(xué)第三定律來看,要讓一個(gè)系統(tǒng)降到0開氏度,理論上需要無限大的能量。
這樣的能量需求,根本就是物理上不可能實(shí)現(xiàn)的事。
再來看,根據(jù)海森堡的不確定性原理,粒子的 “位置” 和 “動(dòng)量” 是不可能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量的。
可是如果我們假設(shè)一切都靜止了,那就等于你既知道它的位置,也知道它的動(dòng)量是零。
這樣的狀態(tài),其實(shí)就違反了海森堡的不確定性原理。
所以說,從理論上來看,“完全靜止” 這件事根本就辦不到。
因此,絕對(duì)零度其實(shí)并不是一個(gè)可以真正達(dá)成的物理狀態(tài),它只是個(gè)理論上的極限,一個(gè)我們永遠(yuǎn)只能無限接近、卻永遠(yuǎn)碰不到的終點(diǎn)。
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