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不可思议的科学现象 永恒运动/量子叠加态/姆佩巴效应

从伽利略的天文望远镜,到牛顿力学体系;从达尔文的《进化论》,到爱因斯坦的相对论,人类在这短短几百年的发展中取得了骄人的成绩,以及辉煌的文明成果。

而这一切都要得益于科学对人类的帮助,它让人类看清了隐藏在繁茂中的规律,使得人类对整个世界的认识日新月异。

然而,这种认识过程也并非一帆风顺,例如一些非常颠覆认知的事实,以及与人类思维方式相悖的科学理论,都和人类的常规直觉产生了猛烈的碰撞,这种碰撞让许多人的世界观崩塌,而这其中不乏许多知名的科学家。

今天这篇文章就给大家介绍几个不可思议的科学现象,用科学的力量来证明,你的直觉是错误的。

一、永恒运动

不可思议的科学现象 永恒运动/量子叠加态/姆佩巴效应

按照日常生活经验,凡是运动着的物体都需要一个外力进行驱动,例如高速行驶的汽车,它的驱动就是来自于它的发动机,再例如一个滚动的足球,驱动它一直滚动的力则来自于人对它的踢打。

与之相对应的,如果按照正常思维来看,一个物体若没有受到任何的外力作用,那么它将永久处于静止状态,根本不会运动,就像一个放置在桌子上的乒乓球,如果没有外力的作用,它将永远静止在桌子上不动。

但是事实上,根据牛顿第一定律,物体在没有受到任何外力的情况下时,它其实会有两种状态,一种是永恒的静止,而另一种则是永恒的匀速直线运动。

也就是说,如果一个足够光滑的平面上有一个旋转的陀螺,在不施加任何外力的情况下,它将永远旋转下去。如果它一开始不是旋转的,那么在没有外力的情况下,它将会保持永恒的静止。

二、量子叠加态

不可思议的科学现象 永恒运动/量子叠加态/姆佩巴效应

量子力学中有许多神奇的物理现象,例如最具代表性的“叠加态”。在正常的认知中,上和下、左和右、前和后、生和死,都是完全对立的两种状态,它们是不可能共存的,就像你不能说某个东西既在左边又在右边。

可在量子力学的世界中,原本对立的状态却可以叠加出现,即在没有被观测者观察之前、在没有坍缩成事实之前,像生和死这种完全相斥的状态是可以同时出现的。

而这种特性也产生了许多有趣的实验结果,例如在双缝干涉实验中,单一光子竟然能够自我干涉,从而出现两条干涉条纹。

这就好像光子将自己切成了两半,接着左手将右边身体推开,右手将左边身体推开,接着在两半身体的中间选择了一个合适的位置重新拼在一起,形成了一个新的身体。

再比如在 “薛定谔的猫”实验中,被关在放置毒药箱子中的猫,竟然能够处于又“生”又“死”的叠加态中。

值得一提的是,当微观世界逐步进入宏观世界时,就会产生退相干现象。简单来说,就是其中会发生某些事情,这些事情让叠加态迅速衰减,从而变成某种确定的状态。

三、光速

不可思议的科学现象 永恒运动/量子叠加态/姆佩巴效应

抛去空间本身的膨胀速度不看,光速绝对是宇宙中最快的速度。而对光速了解不够深入的朋友肯定想象过如何超光速,例如在飞驰的列车上发出一道光、在宇宙中让两个物体以光速的60%相对飞行等等。

可这样想和这样做的人肯定要失望了,因为近百年无数科学家的实验都表明,光速是绝对恒定的,它不会因为任何参考系的改变而改变。

不论你是逆光运动,还是背光运动,还是与光成垂直交叉运动,测出来的光速都是一样的,不可能出现大于光速的情况。

这也就意味着,即便在宇宙中乘坐一辆无限接近光速的飞船,并在上面射出一道光,这道光的速度也还是299792458M/S,不可能是飞船的速度加上299792458M/S。

四、姆佩巴效应

不可思议的科学现象 永恒运动/量子叠加态/姆佩巴效应

如果有人问你:一杯热水和一杯冷水同时放入冰箱,哪个会先结冰?按照正常逻辑思考,当然是冷水最先结冰啊,但这其实真不一定,有可能热水会比冷水更快结冰。这种热水快速结冰的反常识现象被称为“姆佩巴效应”。

对于“姆佩巴效应”科学家们曾给出过诸多解释,例如水分快速蒸发导致热水体积变小,从而使得热水比冷水先结冰。

但这些解释很难让人信服,因为姆佩巴效应并不可靠,在大多数情况下冷水的结冰速度还是大于热水的,相关论文可以在《自然》杂志上找到。

其实姆佩巴效应在日常生活中还是非常常见的,比如冬天洗车的时候一般用的是凉水而不是热水或温水。

以上四个就是明明已经被证实,却让人很难接受的科学理论。当然了,类似这样的理论还有很多,例如隧穿效应、混沌理论等等。

而这些理论无不告诉人类,如果用常规认知去认识世界,那么看到的世界肯定是不完整的世界、不正确的世界。