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不可能的物理学第一季观后感(不可能的科学)

发布:网友分享 2024-01-19 20:50:55 阅读次数

《不可能的物理》是加来道雄在2008年出版的科普作品代表作。从时间旅行、光炮到力场等等,作者通过讨论这些只在科幻电影中出现过的技术,为我们讲述了什么是物理学中的可能与不可能。

如果我们回顾历史,就会发现很多伟大的科学革命都是突破了不可能的界限才实现的。从不可能到可能,这就是科学在不断迭代进化的路径。

接下来,我将随着作者的思路,分三个重点来为你讲述三个等级的不可能:“一等不可能”,它们是目前不可能、但不违反已知物理学定律的科技;“二等不可能”,属于游走在我们对于物理世界认知边缘的科技;“三等不可能”,则是违反已知物理定律的科技。后两种不可能,就是我们刚刚说的,虽然以人类现在的认知还认为它们实现不了,但一旦我们能证明它们是有可能实现的,那将意味着我们对物理学的认识会发生根本性的转变。

我们从这三个等级的不可能之中,也可以理解三个主要的知识点:第一,人类根据已经掌握的物理学知识,还可以将哪些看似科幻的场景和技术变成现实;第二,类似于超光速旅行、时间旅行等等幻想场景,到底有多大可能成为现实;第三,人类现在认识到的物理定律是否真的不可违反,人类的物理学知识有没有可能发生根本性转变。

我们介绍第三个重点内容,也就是被列为“三等不可能”的科技,它们违反了人类已知的物理定律。实际上,作者加来道雄认为,因为违背了已知的物理定律而被认为几乎不可能实现的科技很少,在这本书里他一共只列出了两个话题:一个是永动机,一个是预知未来。

永动机: 齿轮

我们要知道,自古以来就有无数人试着制造永动机,也有很多人声称自己真的创造出了这种能够永远运行、不消耗能量、只会创造无穷无尽能量的神奇机器,当然这些人和他们的发明最后都被证实是失败的。人类为什么造不出永动机?因为这直接违反了热力学第一定律:物质和能量的总量无法被创造和消灭。这也就是我们常说的质能守恒。制造永动机的想法直接违反了这条最基本的物理学定律,所以从科学的角度来说,这是注定没办法成功的。

但是加来道雄在书里边追问:为什么这条热力学定律有这么崇高的地位,绝对不能违反呢?质能守恒有没有可能被打破呢?加来道雄认为是有这种可能的,比如说在宇宙的虫洞周围,就可能不遵守这条守恒定律。而且想要制造永动机,除非我们能从虚空中获得能量,这有没有可能呢?物理学家们认识到,宇宙空间中是存在能量的,这就是我们所说的暗能量。2011年诺贝尔物理奖就授予了几位发现暗能量的宇宙学家。我们发现,暗能量是一种弥漫在宇宙中的推动宇宙加速膨胀的能量,而且暗能量还特别多,宇宙有73%是由暗能量构成的。如果我们能利用暗能量,那整个宇宙中的真空就是最大的能量池,可是我们至今都不知道该如何计算、如何捕获这种能量,所以人类到底有没有可能通过捕捉暗能量制造出永动机,直到现在我们也不知道,所以永动机的发明被列为“三等不可能”。

第二个“三等不可能”,也是看上去最有意思的,人类能预测未来吗?这个能力听上去像是神话故事一样,我们通过常识判断就会觉得不可能,因为这违反了最基本的因果律,结果怎么能发生在原因之前呢?但是如果存在一种假想中的粒子“快子”,这种粒子像它的名字一样,能以超光速的速度运行,根据相对论,一个物体相对于其他物体运动得越快,那它的时间就越慢,如果它能以光速飞行,时间在它身上就会静止,而如果它像“快子”一样超光速飞行,那它就能回到过去,所以,我们就可以通过“快子”这样的粒子把信息传送到过去,告诉之前的人现在发生了什么。这种神奇的超光速粒子有可能存在吗?在有的理论中认为,这种粒子在宇宙大爆炸的开端存在,但是后来就不存在了。无论怎样,人类确实从来没有发现过这样的粒子,在现代物理学的理论里,因果规律也不能被违反,所以,起码在现在看起来,人类还没有办法预知未来,所以它也被列为“三等不可能”。

总结

加来道雄在这本《不可能的物理》中,把科学技术归纳到了三个类别里边,从物理学的角度给我们分析了它们有可能实现的原因。“一类不可能”,是那些不违反我们现在已知科学规律的技术,比如隐形衣、心灵感应,我们有可能会在未来一个世纪左右实现。“二类不可能”都处在人类认知的边缘,比如超光速旅行、时间旅行,我们在理论上能提出实现的办法,但是要真正实现还需要可能几万年的时间。而“三类不可能”的科技,则是违反了人类已知物理规律的科技,比如永动机,比如预测未来,我们直觉上都觉得完全不可能实现。

我们能看出,这三类不可能越来越背离目前我们知道的物理规律。“不可能”就像天花板,有的人会畏惧,觉得以自己的能力永远达不到了;有的人会不屑,觉得讨论不可能没什么意义。但是就像加来道雄说的,在物理学的范围里,要说某个事物是完全不可能实现是很危险的,因为这也否定了进步的可能。直到现在,也不断有科学家提出新的不可能,可就像作者说的,我们不应该把这些不可能当成人类知识的绝对界限,而应该把它们当成是下一代科学家们要面临的挑战,这些界限的存在就是为了要被打破的。