想象一下,一个所有东西都完全静止的世界。
不只是没有人在动,甚至连原子都是静止状态。
这不是什么诗意的比喻,也不是哪部科幻电影里的场景,而是物理学一直试图探索的极限,一个被称作 “绝对零度” 的理论极限温度。
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绝对零度是温度标准的最底端,在这个极限下,所有物质的热运动理论上应该会完全停止。
这就引出了一个非常有趣的问题。
“如果物质真的完全静止了,那时间,是不是也会跟着停下来呢?”
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我们平常总是理所当然地觉得,时间就是一直在流动的东西。
它就像是人生舞台后面的背景,所有事件与故事都是在这个背景下展开的。
可是,如果把世上一切的动作都抽掉,那这个 “时间的流动” 本身,是不是也会跟着消失?
如果其他东西通通都停止了,那么 “时间” 又会变成什么样子呢?
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现在就让我们一起来动动脑,来想想看这个问题吧
首先,我们先来理清一下 “绝对零度” 到底是什么,这可是大家在学校一定听过的名词哦。
绝对零度可不是单纯只是 “非常非常冷” 这么简单。
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它是温度刻度上的最低点,指的是摄氏零下273.15度,也就是0开氏度。
根据经典热力学的理论,在这种温度下,粒子的热运动应该会完全停摆。
换句话说,物质内部将不再有任何混乱、震动,甚至也不会有分子互相碰撞的现象出现。
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不过,这里有一点非常重要,那就是 “停止” 并不代表 “完全消失”。
在微观的世界里,起作用的已经不是我们熟悉的经典物理,而是量子力学的规则。
而这套量子规则,有时候跟我们平常对物质或运动的直觉想象会差得非常远。
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即使已经接近绝对零度,粒子还是无法避免会有一点点最低限度的晃动。
这种晃动就叫做 “零点振动”。
也就是说,物质之所以没办法真正完全静止,就是因为这个现象。
那为什么说我们永远无法真正抵达绝对零度呢?
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先从热力学第三定律来看,要让一个系统降到0开氏度,理论上需要无限大的能量。
这样的能量需求,根本就是物理上不可能实现的事。
再来看,根据海森堡的不确定性原理,粒子的 “位置” 和 “动量” 是不可能同时准确测量的。
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可是如果我们假设一切都静止了,那就等于你既知道它的位置,也知道它的动量是零。
这样的状态,其实就违反了海森堡的不确定性原理。
所以说,从理论上来看,“完全静止” 这件事根本就办不到。
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因此,绝对零度其实并不是一个可以真正达成的物理状态,它只是个理论上的极限,一个我们永远只能无限接近、却永远碰不到的终点。
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