星球大战中的原力存在科学依据!只因爱因斯坦真错了

星球大战是一部科幻片,而其核心元素之一就是原力。所以,在观影的同时,从理性的角度,很多人提出了下面这个显而易见萦绕心头的问题:

星球大战中的原力存在科学依据!只因爱因斯坦真错了

在科学上,尤其是量子力学中,是否有支持原力的东西存在?

物体是否能在远距离上被隔空瞬时操控?

而这其中的答案,或许存在科学的依据,甚至就存在于当下物理学中。

物理学家早已确认,宇宙存在4种基本作用力:强核力、弱核力、电磁力和引力。从极小的原子,到巨大的恒星和星系,这4种基本作用力在连接和支配宇宙物质中扮演着极重要的角色。

不过,它们都不是我们要寻找的真正“原力”。 虽然在早期的《星球大战》中,克诺比就对卢克天行者说,原力“环绕在我们周围,渗透着我们,有着凝聚整个星系的能量”,所以克诺比、尤达大师和卢克天行者,他们都可以用意念来进行超远距离的心灵感应和隔空移动物体。

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但这些真的能存在于现实中吗?该用物理学定律怎样来证实这一切?

对于信息传递的速度能有多迅速,爱因斯坦的相对论很早就给出了答案,终极的速度上限就是光速。所以,即使你想把帝国发动进攻的消息尽早传递给奥德兰的居民,那也将无法避免地存在延迟。要知道以光速传播信息,也还是需要时间的。太阳表面传到地球上的光也要8分钟左右呢。

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我们都知道物体之间存在万有引力,但这种力的作用是如何施加到物体上的呢?这个牛顿无法解释。在连续运动的框架下,这样的超距作用是说不通的。在连续运动中,任何作用和影响都是经由空间连续传播的,在时空中可描述;而超距作用则本身具有一种瞬时性和不连续性,在空间中无法描述。因此可以说超距作用和连续运动是两种本质不同的过程。相对论有两条最基本的假设,即相对性原理和光速不变原理。这都是针对连续运动而言的。在相对论的框架下,不可能存在超光速和超距作用,否则将会导致因果回路,产生一连串逻辑矛盾。

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不过,对于远距离的信息传递,量子力学又会怎么说呢?当然,我们依然不能突破爱因斯坦的光速限制。

然而,在量子理论中,波函数的坍缩是同时的,这就会导致非定域性和超距作用的存在。贝尔不等式和贝尔定理是理解这两点的关键。至今,人们已经进行了大量实验证明贝尔定理,尽管这些实验都存在漏洞,但实验结果仿佛正证实着量子理论的预言。

所以,通过量子力学,我们能用一种特殊的方式把两个粒子联系起来。先把它们分开,随后观察其中一个粒子对另一个粒子产生的效应。尽管两个粒子相距很远,但当对其中一个粒子测量时,另一个粒子似乎知道测量动作的发生和结果。这种现象就是人尽皆知的量子纠缠!可能世界上最无厘头也最精确的科学就是量子力学了。

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量子纠缠可以在实验室里用光子进行实验。当两个光子被分开很长距离时,它们之间仍然存在联系。如果你对其中一个光子进行测量,另一个光子的状态也会发生改变。无论二者距离有多远。

在一个地方的测量选择看起来会影响另一地方系统的状态。这个就是爱因斯坦所说的“鬼魅般的超距作用”,但他本人一直不喜欢这一概念。然而,现代物理学实验已经证明了量子纠缠的真实存在。这一次,爱因斯坦确实错了。

只是,量子纠缠的状态可能是高维度下的某种联系, 并将这种关联性表现在我们所处的维度上。

我们生活的空间是三维空间,但我们同时被时间所左右,也可称为四维空间。这其实是种概念而已,概念不同认识也不同。虽然我们生活在三维空间,但我们所能看到的只是二维平面,两只眼睛从不同方向交叉,由两副不同距离观察到的平面重叠而产生能判断距离的三维视觉,因为人的眼睛只能看到二维,所以三维以上很难解释。

星球大战中的原力存在科学依据!只因爱因斯坦真错了

相对论和量子理论的遭遇与这种情况非常相似,在我们的三维空间里,它们就像两块互不相干的碎片,永远也拼合不到一起。但把空间“向上”抬一抬,把宇宙变为十维空间,相对论和量子理论这两块看似互不相干的碎片就会令人震惊地结合得天衣无缝,成为一个更完整的理论大厦的两根互相依存的支柱!虽然我们在三维空间中无法想象和描述一个多维的空间,但我们却能通过复杂的数学方程推导出它的存在。

实际上,乔治·卢卡斯在进行《星球大战》最早剧本时的创作时可能受到了量子理论的影响。在他萌生星球大战创意的那个时代,有思想家就曾提出:量子纠缠是一种将我们所有人都联系在一起的“力量”。

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而在物理理论中,为大众所熟知的一点是,观察者会与测量的物体发生系统“纠缠”,进而改变测量结果。这在某种程度上推出了我们都“纠缠”在一起的概念。

某种程度上,原力背后还是有一些真实的物理学基础。量子纠缠在现代物理学中扮演着重要角色,也是物质和能量之间建立联系的方式之一。然而,在大尺度上达到量子纠缠比较难,在生物界进行观察就更困难了。

但据说,心灵感应背后的科学依据——可能也是量子纠缠。

星球大战中的原力存在科学依据!只因爱因斯坦真错了

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页面更新:2024-05-19

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