不要再说普朗克长度是最小尺度了!(文字版)

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不要再说普朗克长度是最小尺度了!(文字版)

2024-07-04 16:07| 来源: 网络整理| 查看: 265

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大家好,经常看到有人说,时空的最小尺度就是普朗克长度和普朗克时间,不可能有比这两个单位更小的时空尺寸了,整个宇宙就像一个排列好的四维格子,或者有人接触过超弦或M理论,讲是11维格子。这是不对的,量子力学里时空都是连续的,他们把分立性看作量子力学的基本特征,所以时空也都是分立的,这种观点教材里早就指出是错误的。不过有这种想法的人,大多数没系统学过量子力学,更没学过弦理论。所以,我也不引经据典的反驳了,而是直接证明给你们看。

普朗克长度和普朗克时间

我们可以查到普朗克长度和普朗克时间的定义式,从定义式中,我们可以得出普朗克长度就是光在普朗克时间内所走的长度,普朗克长度等于光速乘以普朗克时间。

乌龟前进

我用乌龟举一个例子,一只乌龟在向前爬,那么它在一个普朗克时间内前进了多少呢,想一想。你如果觉得乌龟是宏观物体不好想象,你也可以想象成一个叫乌龟的电子。如果说,长度的最小尺寸,就是普朗克长度,那么乌龟至少前进了一个普朗克长度,刚才我们说了普朗克长度等于光速乘以普朗克时间,那么乌龟在这一段的瞬时速度一定会是光速,再来看狭义相对论里的质量公式,瞬时速度达到光速时分母为0,也就是说静质量不等于0的物体是不可能达到光速的,而乌龟显然有静质量。这就证明普朗克长度和普朗克时间不是时空的最小尺度。

游行队伍悖论

其实古希腊的芝诺就论证过时空的最小尺度是不可能的,这就是游行队伍悖论。假设世界上有最小的单位时间和最小的单位长度,在一个最小单位时间内,B队列向右移动一个单位长度,同时,C队列向左移动一个单位长度,相对观众席,两个队列都移动了一个单位长度,但两个队列之间却相对移动了两个单位长度,两个队列之间如果要相对移动一个单位长度,就需要半个单位时间,那么原本的单位时间就不是最小单位,与假设矛盾。这里很有意思,一个最小单位长度除以一个最小单位时间,得到的一定是最高速度,比如光速,至于为什么,观众朋友可以自行思考一下,游行队伍悖论里面其实暗含着相对论的原理。所以,芝诺悖论并非是一种诡辩,而是很有价值的思考。(单纯从逻辑或数学上应该能够构造出有着最小时空单位的系统,只不过和现代物理并不兼容。)

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