魔爪文学

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第568章 理论的极限不是时空极限广相量（第3页）

“对于微观世界，唯一的测量方法就是用另一个微观粒子作为工具，去测量被测量的微观粒子。”

“但是微观粒子和宏观物质有巨大的差别，这就会导致测量出现极限。”

“现在，大家随着我一起，来做个思想实验。”

“思想实验很重要，希望你们在未来要逐渐学习并习惯这种思维。”

众人听的双眼放光，感觉在布鲁斯教授的娓娓道来下，他们已经站在了物理最前沿。

“假设现在要测量一个微观粒子a。”

“那么就必须射出另一个微观粒子b与之相互作用，通常来说，b是光子。”

“如果想精确地测量出a的位置，那么就必须使光子的波长尽可能地短。”

“这样才能将粒子a恰好捕获在光子的波长中，从而达到测量】目的。”

“a的尺寸越小，则光子的波长也要越短。”

“这一点大家能理解吧。”

“但是，根据e=hv，光子的波长越短，则频率越大，于是能量就越高。”

“当a的尺寸小到某个极限值时，这时候光子的能量也会到达一个极限值。”

“这个能量极限值就是mc】。”

“这里的m指的是所测量的粒子a的质量。”

“因此mc就是根据狭义相对论计算，该a粒子所具有的全部能量。”

“如果用于测量的光子的能量，过了mc，那么光子在撞击到粒子a时，粒子a很可能会吸收掉这份能量，产生一个全新的粒子a。”

“如此一来，测量过程生变化，我们甚至不知道自己到底在测量什么了。”

“换句话说，测量失去了意义。”

“这个时候，该光子的波长就是粒子a的测量极限波长】。”

“一旦光子的波长低于这个极限，那么光子撞击粒子a足以产生新的粒子a。”

“测量极限波长】很明显和粒子a的质量成反比关系。”

“粒子a的质量越大，则其能量mc就越大，那么测量光子的临界能量就越大，因此波长就越短，所以相应地，测量极限波长】就越短。”

“此外，根据不确定性原理，可以将上述的方法描述的更精确。”

“当粒子a的能量不确定性大于mc时，就有足够的能量生成一个同类型的新粒子。”

“此时，测量同样失去了意义。”

众人听的目瞪口呆，震撼不已。

忽然，李奇维提高声音，说道：

“注意！”

“以上是从量子力学和狭义相对论的角度来阐述。”

“从广义相对论也能得出类似的结论！”

“根据广义相对论和恒星演化理论，一个质量为m的物体，当把它的尺寸压缩到某个半径时，则该物体会直接形成黑洞。”

“这个半径就是史瓦西半径】。”

“显然，史瓦西半径是和质量成正比的，质量越大的物体，则它的史瓦西半径越大。”

“比如太阳的史瓦西半径是3千米，地球的史瓦西半径是9毫米。”

“即，如果能把地球压缩成一个半径为9毫米的小球，地球就会变成一个黑洞。”

“我之前在罗马大学演讲时，曾经提到过一滴水压缩成黑洞，就是这个原理。”

“从数学上分析，我们无法从黑洞内部得知任何信息。”

“在黑洞内部，任何物理理论都是失效的。”

“因此，如果当光子的能量足够大，产生的新粒子a甚至直接变成黑洞时，那么测量就真正失去了意义。”

“黑洞会吞噬一切测量光子。”

“粒子a虽然是微观粒子，但是它同样具有对应的史瓦西半径。”

“现在，我们把粒子a的测量极限波长】和史瓦西半径】联系起来。”

“如图所示。”

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