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2024年11月29日，物理学停滞100年，出现两大禁区，导致人类科技被锁死？原创2022-05-30 20:04·科学认识论人类科学发展到21世纪，已经能较为清晰地认识宏观和微观世界了。宏观世界的物理现象可以用经典力学和相对论解释，微观世界则依靠量子力学和狭义相对论。然后这些理论的出现距离我们已经超过100年了，人类至今仍在用量子力学制造电子设备，用相对论校正导航的时间差。而在微观世界，人类的认知已经出现了疲劳，高能物理的盛宴已过，标准模型又出现重大危机。所以进一步了解微观世界，则是下一次科学突破的窗口。在化学上，我们常说结构决定性质，微观世界有什么样的结构，在宏观世界上必然就会出现相应的性质。比如不同的元素会呈现出不同的性质，氢元素的原子结构决定了氢气的可燃性。铀元素的原子结构决定了铀浓缩具有强烈的辐射性。由于人类常常受到“结构决定性质”等固有观念的束缚，导致我们在认识微观世界时出现认知障碍。我们常常认为微观世界的性质应该是和宏观世界相吻合的，但事与愿违！一旦物质结构来到在原子级别之下，这一领域的性质就和宏观世界截然不同，甚至无法理解。在宏观世界，一切都是确定的，是严格遵守因果关系的，有确定的输入，必然有相应的结果。而微观世界的一切都是模糊的，甚至违背因果关系。比如我们对电子的观察，会发现它的位置可以同时处于不同的位置，它既呈现出波动性，又呈现出粒子性，甚至测量行为会改变电子的状态。所以我们无法用宏观世界的任何观念量化微观粒子的行为。微观粒子永远都是模糊不清的，似是似非的。幸好，人类还有概率统计的武器，不然真的无法描述微观粒子的行为了。由于人类一开始研究微观世界用的就是概率统计，这就导致我们永远无法精确地了解微观粒子的规律，或许微观世界本该如此。这就导致了一个十分严重的后果，人类可能永远都无法彻底操纵任何一个微观粒子。所以人类永远都无法发明出万物生成器。什么是万物生成器？我们吃的食物，开的汽车，用的牙膏，包括人体本身都是由物质构成，之所以物质种类截然不同，其本质就是组成这些物质的原子排列组合的形式不同。每一种植物都是单一的物质生成器，苹果树在土壤中吸收了钙磷钾等元素只能结出苹果，梨树吸收一样的元素但是只能结出梨。因为植物只是通过固定的DNA从次分子级别重新编码物质。所以它们注定只能创造单一的物质。假设我们能从原子级别重新构造物质。扫描一颗苹果的所有原子排列组合的信息，然后从土壤中提取所需的原子种类，通过物质生成器，就可以批量无限次生成苹果。如果发明一种万物生成器，我们可以扫描任何物质的原子排列信息，然后通过这些信息重新构造物质。那岂不成可以瞬间达到高等文明。如果物质决定意识是正确的，那通过万物生成器，人类将可以永生。如果我在30岁的某一天某一刻扫描我体内的所有原子排列组合的信息，将其永久保存。那么等我死去的时候，后人可以通过这些信息重新指导原子排列组合，这样我就可以还原30岁那一刻的我。这个“我”不仅是肉体上的还原，也是意识上的还原，包括情感，价值观，性格等所有精神上的还原。但是新组合成的我，其意识会停留在30岁时扫描自身原子信息的那一刻。事实上，这里有个理论漏洞，即便物质决定意识是成立的，但是这个物质到底是原子级别的重组才能还原意识，还是夸克级别的重组才能还原意识，甚至是比夸克更小级别的重组呢？按照目前的神经科学的知识，姑且认为原子级别的重组就足以还原意识。除了人体，汽车，芯片，食物，房子，所有人类需要的物质享受，都可以从原子级别重新构造起来。虽然这样做十分难，因为原子重组要涉及到核聚变和裂变的过程，所需的能量是十分巨大的，但这些起码在理论上是可行的。但这只是美好的想象。因为我前面已经提到，人类对微观世界的认知是模糊的，我们无法彻底操纵单个微观粒子，最直观的表现就是不确定性原理。在量子力学中，我们不能同时精确测量出一个粒子的位置信息和动量信息（动量信息是质量和速度信息的结合）。可是我们要想从原子级别重构物质，必然要求我们一定要学会操控粒子。要想操控粒子，必然要同时精确掌握粒子的位置，质量和速度等信息。所以，由于不确定性原理的存在，人类可能永远无法操纵粒子，那么人类就永远无法发明出万物生成器。那么人类的科学技术就存在天花板。不确定性原理对人类科技的限制不仅于此，甚至还阻碍了人类对超微观世界的认知。看过我之前有关普朗克单位推导的读者可能会明白，所有的普朗克单位，包括普朗克长度，普朗克质量，普朗克时间以及普朗克温度的推导都和不确定性原理有关。在人类的理性认识中，空间可以不断细分，但是在物理事实上，空间存在最小极限，那就是普朗克长度，普朗克长度以下的世界不会对宏观世界造成任何实质作用。但是这并不代表普朗克长度以下的世界并不存在，那里只是人类无法认知的领域。弦理论的聪明之处就在于：既然普朗克长度是现实世界的最小尺度，那干脆在普朗克长度附近直接设定一种最小的物质结构，由这一物质结构的演变才生成所有粒子，粒子再构成万物。这一结构的尺度约等于普朗克长度，这就是弦，尺度约为1.6x10 ^-35米。但是弦理论也只是人类的一厢情愿，甚至没有任何证据佐证，如今完全沦为数学上的伎俩。现在越来越多的物理学家已经放弃弦理论！由于不确定性原理的存在，人类在认知上不能突破普朗克单位，在科技上无法制造出万物生成器。这也是人类科学发展的两大禁区了吧！
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