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大设计

_8 史蒂芬·霍金(美)
费曼粒子的理论使我们能够预测一个可能的结果“系统”,这可能
是粒子,粒子的集合,甚至整个宇宙。之间的系统初始状态
和我们后来测量其属性,这些属性以某种方式进化,而物理学家
调用系统的历史。在双缝实验,例如,粒子的历史
只是它的路径。正如为双缝实验中观察粒子降落在机会
任何特定点后的所有有可能得到它的路径依赖,费曼表明,
对于一般的系统,任何观察概率是从所有可能的构造
历史,可能导致该观察。由于他的方法被称为“求和
历史“或”替代史“量子物理学的制定。大设计
现在,我们有一个费曼的量子物理学的方法来感觉,现在是时候研究
另一个关键量子原则,我们将使用更高版本的的原则,即观察一个系统必须
改变它的进程。我们不能像我们一样,当我们的上司对她的下巴芥末点,
谨慎看但不干预?根据量子物理学的号,你不能“只是”观察
东西。也就是说,量子物理学认识到,为了使一个观察,你必须积极互动
与你所观察的对象。例如,要看到在传统意义上的对象,我们照一
光就可以了。照着一当然有南瓜灯上影响不大。但即使是闪耀
昏暗的灯光下上一个微小的量子粒子,即光子射击它,确实有可观
影响,实验表明,它改变了方式,在短短的一个实验结果
量子物理学的描述。
假设,像以前一样,我们发送的粒子对在双缝流屏障
第一个万的粒子实验,收集数据,以获得通过。当我们绘制的数量
Chapter_2
粒子在不同检测点登陆的数据将形成干涉条纹图,
当我们添加的所有可能的路径关联从一个粒子的起点阶段
A至B点的检测,我们就会发现,我们的概率计算在不同的登陆点
同意该数据。
现在假设我们重复的实验,这一次照在狭缝灯,让我们知道一
中间点,C,通过这些粒子通过。 (C是任一位置狭缝
或其他。)这是所谓“的路径”的信息,因为它告诉我们每个粒子是否去
从A到狭缝1到B,或从A至狭缝2 b.既然我们现在知道每一个粒子通过这些狭缝
过去,在我们的路径,颗粒的总和现在将包括通过狭缝1只走路径,
或通过狭缝2只走的路径。它永远不会包括经过的路径缝一
和路径,通过狭缝2通过。因为费曼解释干扰格局
说路径,通过一个狭缝去干预,通过其他途径去,如果你转身
一盏灯,以确定哪些粒子穿过狭缝,从而消除了其他选项,
你能在干涉条纹消失。事实上,当实验进行,
打开一个光线变化的干扰,从模式的成果,这样的模式!此外,
我们可以通过采用不同的光非常微弱,因此实验中,并非所有的粒子相互作用
与轻。在这种情况下,我们能够取得一个子集,其中只有一些路径信息
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粒子。如果我们再除以在粒子来港定居人士的数据按照我们是否得到
该路径信息,我们发现相关的数据子集,而我们没有的,
路径信息将形成一个干涉图样,以及有关的数据子集的粒子
为此我们做了哪些路径信息将不会显示干扰。
这一思想对我们的理念,以“过去的。”在牛顿理论的重要意义,过去是
假定存在一个明确的一系列事件。如果你看到你在意大利买的花瓶去年
躺在地板上,看着不好意思站在你的孩子在它打破,你可以跟踪
落后的事件导致了事故:在小手指不放,花瓶下降和
爆炸成无数碎片,因为它击中。事实上,由于对目前的完整的数据,
牛顿定律允许我们计算了过去的完整画面。这符合我们的
直观的理解是,无论是痛苦还是快乐的,世界上有一个明确的过去。有可能
有没有人看,但过去存在肯定的,因为如果你采取了一系列的快照
它。但量子布基球不能说已经采取了明确的路径从源到屏幕上。我们
通过观察可以牵制它一个布基球的位置,但在与我们的观察,它需要所有
路径。量子物理学告诉我们,无论我们如何彻底目前,观察
(不可观测)过去,像未来,是不确定的,存在的只是作为一种可能性谱。该
宇宙,根据量子物理学,没有单一的过去,还是历史。
事实上,过去不采取任何明确的形式表示你对系统的意见作出的
目前影响它的过去。这是强调了一个类型的实验,而想出来的显着
物理学家约翰惠勒,称为延迟选择实验。示意图,一个延迟的选择
实验是这样的双缝实验中,我们刚才所描述,其中可以选择的
观察路径的粒子发生,除了在延迟选择实验中,你推迟
你的决定是否或不遵守道路前才从粒子击中
检测画面。
延迟导致数据一致的,我们得到当我们选择观察(或选择试验
不遵守)通过观看自己缝的路径信息。但是,在这种情况下,路径
每个粒子的需要,也就是说,它的过去,不久后确定它通过狭缝过去了,
大概有“决定”是否只是一个缝隙穿过,不产生
干扰,或两者狭缝,而这。
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惠勒甚至被认为是宇宙的实验版本,其中涉及的粒子
光子发射强大的类星体的光经过数十亿年了。这种光可分为
两条路径和重新调整对地球的星系的引力透镜干预。
虽然实验已经超出了目前的技术范围,如果我们能够收集到足够的
从这个角度光子,它们应该形成一个干涉图样。然而,如果我们把一个设备
措施,路径信息前不久检测,这种模式应消失。该
选择是否要在这种情况下,一个或两个路径会是由数十亿年前,
之前,我们的地球甚至可能是太阳形成,还与我们在观察
实验室,我们将影响这种选择。
在这一章中,我们都证明了量子物理学用人双缝实验。在什么
下面我们将应用费曼的量子力学拟订对整个宇宙。
我们会看到,像一个粒子,宇宙没有只是一个单一的历史,但每一个可能的
历史上,每个国家都有它自己的概率;当前状态,我们的观察它的过去和影响
确定宇宙的不同的历史,就像在粒子的意见
双缝实验中影响粒子的过去。这一分析结果将显示如何在自然法则
我们的宇宙产生于大爆炸。但仔细考虑之前,我们的法律如何产生的,我们将讨论一点点
这些法律位是什么,以及他们的奥秘招来。
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关于宇宙中最不可理解的是,它是可以理解的。
,阿尔伯特爱因斯坦
何宇宙是可以理解的,因为它是科学的法律的管辖,这就是说,它的
行为建模。但是,这些法规或型号?首先要说明力
数学语言的严重性。牛顿的重力定律,在1687年发表,他说,每一个
宇宙中的每一个对象的力量吸引到它的质量成正比其他对象。它提出了
在其时代知识分子的生活留下深刻印象,因为它表明,第一次,至少
一对宇宙方面可以准确地为蓝本,并设立了数学
机械这样做。有观点认为,有自然规律带来了类似的问题,对于这
伽利略被定罪,共约五十多年同期异端。例如,圣经讲故事
约书亚对太阳和月亮祈祷停止在其运动轨迹,这样他就能额外的日光
完成战斗在迦南的亚摩利人。据约书亚书,太阳站着
大约一天。今天,我们知道这将意味着,地球停止转动。如果
地球停了下来,根据牛顿定律什么也不能束缚仍然会在运动
在地球的原速(1,100英里的时速在赤道),高的代价为
延迟日落。所有这些都困扰我们的牛顿自己曾经说过,牛顿认为,
上帝可以,也介入了宇宙的运作。
对于其中的法律或模型,发现了宇宙的下一个方面是电力和
磁力。这些像重力的重要区别,即两个电荷
两个同类磁铁相互排斥,而不像收费或不像磁铁吸引。
电场和磁场的力量远远大于引力强大,但我们通常不会注意到他们在
每天的生活,因为宏观体内含有几乎相等数量的积极和消极
电荷。这意味着有两个电场和磁场力的宏观
机构几乎相互抵消引力不同的是,它们都添加了其他了。
关于电和磁我们目前的想法是开发了一期有关
百年从中期十八至十九世纪中叶,当物理学家在几个
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国家作出详细的电场和磁场力的实验研究。其中最
重要的发现是,电磁力是相关的:一个移动电
电荷导致的磁铁的力量,和一个移动的磁铁会导致对电力收费的力量。该
首先要实现有一定的联系是丹麦物理学家汉斯基督教?rsted。虽然
设置一个讲座中,他是给在大学成立于1820年,?rsted注意到,电
从他在用电池电流偏转附近的一个罗盘针。他很快就意识到,
移动电力创造了一个磁力,并提出了“电磁学。”几年
后,英国科学家迈克尔法拉第的理由是,在现代术语表达,如果电
目前可能导致一个磁场,磁场应该能产生电流。
他表明,在1831年生效。十四年后,法拉第还发现了一个连接
之间的电磁和光强时,他表明,磁性能影响的性质
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