科學(xué)家驗(yàn)證平行時(shí)空 鏡像平行宇宙是什么?
科學(xué)家驗(yàn)證平行時(shí)空,科幻情節(jié)真要走入現(xiàn)實(shí)世界?科學(xué)界不拒絕哪怕最離奇的猜想,但要通過檢驗(yàn)之后才能成為科學(xué)理論。實(shí)際上,科學(xué)家們也不抱樂觀態(tài)度。
在科幻小說和影視文化里,網(wǎng)友們有一句吐槽非常生動(dòng)形象:邏輯不通,平行時(shí)空;編不下去,量子戰(zhàn)衣。就像滅霸打一個(gè)響指就能毀滅世界,重新loading進(jìn)程一樣,平行時(shí)空、量子不確定性,這些令人難以捉摸的科幻設(shè)定,讓科幻故事主角擁有了“超能力”。
可是你知道嗎?平時(shí)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)揭唤z不茍的科學(xué)家們,被科學(xué)難題逼到百般無奈之時(shí),也會(huì)祭出“平行時(shí)空”這樣不那么靠譜的設(shè)定,希望能解釋在前沿科學(xué)里困擾科學(xué)家們數(shù)十年的不解之謎。
近日,據(jù)《新科學(xué)家》雜志(New Scientist)報(bào)道,田納西州橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室(橡樹嶺是人類歷史上第一枚原子彈的誕生之地)的物理學(xué)家利婭•布魯薩爾(Leah Broussard)和她的團(tuán)隊(duì),試圖在實(shí)驗(yàn)室里檢測(cè)鏡像平行宇宙是否存在,來解決在中子衰變研究領(lǐng)域已經(jīng)存在了40年的一個(gè)難題。
用科幻設(shè)定來解決科學(xué)問題,這究竟是怎么一回事兒呢?
什么是鏡像平行宇宙
其實(shí),所謂科幻設(shè)定,本來就是用來進(jìn)行科學(xué)發(fā)現(xiàn)。比如鏡像平行宇宙,實(shí)際上涉及兩個(gè)基礎(chǔ)量子物理學(xué)概念,宇稱(鏡像對(duì)稱),以及概率解釋延伸出來的“平行時(shí)空”。
在我們生活里,可以看到很多簡(jiǎn)單鏡像,也就是左右對(duì)稱的圖形。經(jīng)典物理學(xué)領(lǐng)域,左右方向也是完全一致的,鏡子里的世界跟鏡子外的世界都可以完美地存在。但在量子力學(xué)領(lǐng)域里,這種對(duì)稱性被楊振寧和李政道發(fā)現(xiàn)的“宇稱不守恒”打破了,從而揭開了當(dāng)時(shí)著名的“θ-τ之謎”,即在弱作用力(四種基礎(chǔ)作用力之一)參與的核反應(yīng)過程中,宇稱是不守恒的。
不僅如此,楊、李還設(shè)計(jì)出了實(shí)驗(yàn)來證明這種不守恒導(dǎo)致的效應(yīng),華人科學(xué)家吳健雄女士很快做出了其中一個(gè)實(shí)驗(yàn),從而證明楊、李的理論是對(duì)的,推翻了長(zhǎng)期以來默認(rèn)的“宇稱守恒”,震驚了物理學(xué)界。——在量子力學(xué)里,鏡子里面的世界,跟鏡子外面的世界,竟然是不一樣的。
所以,楊振寧和李政道在1956年10月發(fā)表了論文,吳健雄隨后給了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)立刻在1957年把諾貝爾獎(jiǎng)?lì)C給了當(dāng)時(shí)只有35歲的楊振寧和31歲的李政道。
至于平行宇宙,科幻迷已經(jīng)很熟悉了。在量子的概率波解釋里,關(guān)在箱子里那只可憐的“薛定諤的貓”,在被觀測(cè)之前,既是死的,也是活的,是兩種狀態(tài)的疊加態(tài)。在被觀測(cè)之后,把它理解變成只有一種狀態(tài),要么是死的,要么是活的。
那么,另一種狀態(tài)哪里去了?有一種解釋認(rèn)為,另一種狀態(tài)依然存在,是我們的宇宙發(fā)生了分裂,在平行時(shí)空里,那只貓變成了另一種狀態(tài)。量子世界的這種變化和解釋,跟我們生活經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)典物理是完全不一致的?闪孔邮澜绲囊(guī)律恰恰如此,對(duì)于這種“平行宇宙”解釋,同意者無法證實(shí),反對(duì)者也無法證偽。那就……隨他去吧?纯矗覀兪煜さ目苹眉俣,竟然來自科學(xué)家最初的異想天開。