在物理科普的学习中,关于粒子物理,有个内容我非常感兴趣,那就是:真空里什么都没有吗?
一谈到真空相信大多数人的脑海里想到的就是:那是一个把空气全部“抽走”的空间。里面什么都没有。但这里面存在一个问题:
我们如何感知存在与不存在?
看似一个哲学议题......不是我们讨论和关注的对象。我就简单地发表一下我的看法,以及学习心得。
我认为:常识里我们熟悉的“什么都没有"只是一种主观猜测和感受。举个例子:空气是维持我们生命最重要的物质。我们靠它而生,却感受不到它的存在。就好像生活在水里的鱼,感受不到水的存在一样。
但是空气里什么都没有吗?并不是呀,简单的一点点化学知识让我们知道:空气由78%的氮气,21%的氧气,0.94%的稀有气体和其他物质组成。
狭义相对论认为:质量即能量,质量和能量可以相互转化。我们非常熟悉的爱因斯坦的质能方程。E=mc²。一点小小的质量里蕴含着非常巨大的能量。而“什么都没有”就是“质量为零”,“质量为零”的意思就是“能量为零”。这时候我们可以对之前的问题换一种说法:“能量为零里有什么”?
“零”只是一个参考,就像海平面一样。我们说一个值有正负之分的时候,就相当于先默认了一个以“零”为参考的客观存在。比如我们要说某山的海拔为3000米,是指以某一海平面为基准,这座山比海平面高1000米。
负能量和反粒子
能量既然有正,那也应该有负。能量为零不是没有能量,负能量只不过比能量为零的状态的能量更低。
反粒子是和原粒子量子性质相同截然相反,质量相同的粒子。原粒子携带正能量,反粒子携带负能量。每一个基本粒子都存在其反粒子,比如电子:电子带负电,其反粒子为正电子,带正电。当粒子与其反粒子相撞时,就会发生湮灭--正反粒子结合在一起就消失了。
了解了这些之后,关于“真空里有什么”这个问题,其实就是简单的加减法了:真空里是粒子与其数量相等的反粒子的结合。
如果把真空“挖”掉一个正粒子,剩下的就是反粒子。
无中生有?“什么都没有”里面竟可以“挖”出东西?
其实如果搞懂了前面的“零点参考"这个概念的话,其实是很好理解“无中生有”的。还是举一个粒子:以一个地平面为基准,我从这个地平面挖出一个小山包,则会在原处留下一个坑。若挖出来的小山包高10米的话,那个坑就是-10米。真空中“挖”出来的正粒子就相当于这个小山包,留下的土坑就是反粒子。
静与动,实与虚
真空在宏观上看似乎是静态的空无一物的感觉。摄影就是静态的美的最好体现:照片可以停格时间和空间,让美停留在那一瞬间。但是很遗憾,微观的世界变化太快了,并且无法预测。我们只能以微观的视角去看待它才能更加了解真空的本质:真空的状态不是长期的,真空会分开为正反粒子,并重新结合为真空。这个过程非常快。也正因为正反粒子无法长期存在,因此又把正反粒子叫做虚粒子。
“虚”和“永恒”相背离,代表着转瞬即逝。
总结一下:真空就是虚而不无。
启示:不要关注涟漪,直接关注大海
真空是一种“融合态”,无法长期存在,无时无刻都在变化。世间唯一不变的就是变化本身。虚粒子“融合”的真空就好像一片汪洋大海,一眼望去他是平静的,可细看却有波纹----正反粒子不断产生再合并到一块的现象叫做“量子涨落”。就好像不断地有水滴从海面跳起来,再跳回海面。
涟漪和大海,你应该看哪一个呢?
这个启示其实是来源于一个万门大学创始人童哲老师的讲座《浮躁的社会中如何保持定力》。里面提出了一个问题:"每天100个大新闻,你跟还是不跟?”是呀,一天天那么多的推送你要不要看?100个新闻,看一个至少3分钟吧,100个新闻,5个小时就没了....
标题党们会把新闻的标题写得多么“惊天动地”,打开一看发现:“也就这样嘛,没有什么。”讲座里的观点我非常赞同:只要不是特别大的新闻,最好都别看。我们会看什么时候的新闻?今天的,昨天的,最多也就三天前的。谁还记得一个月前的某个新闻的内容吗?会有人去关注一年前的新闻吗?不会的。
我并不认为新闻看得多的人就是视野开阔的人,除了少数非常有必要的新闻关注一下之外,其他的都是涟漪,都是无关紧要的小事情。生活也有许多无关紧要的小事情,遇到这些事怎么办?怎么简单怎么来,不要因为一些无关紧要的事情浪费太多的时间。
我也很少去了解八卦的东西,也没什么特别崇拜的明星。关注他们的生活很累。明星的生活也都是涟漪,炒得再厉害和自己的生活半毛钱关系都没有,关注他们干什么呢?还是那句话:要时刻保持着理智和清醒。那意味着喜欢,但没有那么狂热的追逐。
什么是大海?大海就是完整的体系。
不要做半吊子,做事要做就做全套,不要只做一半。看书,最好把整本书看完,因为那才是完整的世界观。就算一本书没时间看完,对于书中学习的知识和观点一定要清晰地理解,哪怕当时不理解,也要先把它记下来,以后有空了再花时间理解,温故而知新。囫囵吞枣千万不可取。
对于专业知识,大海就是任何一个专业,大一到大四所有的知识总和。如果你是物理学专业,对你来说的大海就是物理学大一到大四所有的知识.那才是真正重要的部分。之后所有关于物理学最前沿的知识,都是当时最重大的事件,最热门的新闻。而这些都无一例外将写进书本。涟漪最终会融入大海。我们应该直接关注大海。
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