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弦膜、量子力學和糾纏等名詞解釋,讓你一句話讀懂最新科技,成為科技達人(一)

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1.泡利的不相容原理

在不確定性原理設定的極限之內,兩個相同的自旋為1/2的粒子不能同時具有相同的位置和速度的思想;

2.卡西米爾效應

在真空中兩片平行的平坦金屬板之間的吸引壓力。這種壓力是由平板之間的空間中的虛粒子的數目比正常數目的減小引起的;

3.愛因斯坦一羅森橋

連接兩個黑洞的時空的細管;

4.不確定性原理

海森堡提出的原理,人們永遠不能同時準確知道粒子的位置和速度;對其中一個知道得越精確,則對另一個就知道得越不準確;

5.不完全性原理(不完備理論):哥德爾證明瞭任何一個形式系統,隻要包括瞭簡單的初等數論描述,而且是自洽的,它必定包含某些系統內所允許的方法既不能證明真也不能證偽的命題;

6.在宇宙繩(極細極重極少,可彎曲空間)、

超引力(局域超對稱理論被稱為超引力,最簡形式為引力子和引力微子,有八種擴充版,SO(1)-SO(8)表明超對稱變換次數群,超引力不用重正化就可以消除無限大)、

弦(歷史線、世界線、世界面、開弦、閉弦)

以及p膜理論(在空間中占據二維或更高維的體積,粒子可認為是0膜,而弦為1膜,但是還存在p從2到9的p膜)或M膜理論(多維弦形成管狀膜)中存在某種民主:它們似乎和平相處,在時空穿越方面沒有一種比另一種更基本。看起來,它們是對某種基本理論的不同近似,這些近似在不同的情形下成立;五種弦理論被統一為M理論;

7.廣義相對論把時間維和空間的三維合並形成所謂的時空。該理論將引力效應表達為,宇宙中物質和能量的分佈引起時空彎曲和畸變,使之不再平坦。這個時空中的物體企圖沿著直線運動,但是因為時空是彎曲的,它們的軌跡顯得被彎折瞭。它們的運動猶如受到引力場的影響;

8.狹義相對論出發點是兩條基本假設:狹義相對性原理和光速不變原理。理論的核心方程式是洛倫茲變換(群)(見慣性系坐標變換);狹義相對論預言瞭牛頓經典物理學所沒有的一些新效應(相對論效應),如時間膨脹 、長度收縮、橫向多普勒效應、質速關系、質能關系等;

狹義相對性原理:一切物理定律(除引力外的力學定律、電磁學定律以及其他相互作用的動力學定律)在所有慣性系中均有效;或者說,一切物理定律(除引力外)的方程式在洛倫茲變換下保持形式不變。不同時間進行的實驗給出瞭同樣的物理定律,這正是相對性原理的實驗基礎;

光速不變原理:光在真空中總是以確定的速度c傳播,速度的大小同光源的運動狀態無關。在真空中的各個方向上,光信號傳播速度(即單向光速)的大小均相同(即光速各向同性);光速同光源的運動狀態和觀察者所處的慣性系無關。這個原理同經典力學不相容。有瞭這個原理,才能夠準確地定義不同地點的同時性;

9.超對稱:費米子和玻色子之間的一種對稱性(或物理性質互補性),如費米子的基態能量是負的,玻色子的基態能量是正的;超引力理論認為,每一種費米子和玻色子都具有其自旋比它大或小1/2的”超伴侶”,或者說每一種場或粒子應有一個其自旋比它大或小二分之一的”超伴侶”,或者可以稱自旋不同或可變換1/2自旋的粒量子對稱性,在超對稱下,費玻粒子可以互相交換,其他參數不變;超對稱下的弦理論,稱為超弦理論;

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10.格拉斯曼變量是反交換的,x乘以y和-y乘以x相等;

11.對偶性:由條件A確定或推導出B結論,同時用B條件也可推導出A結論,則這兩個結論存在對偶性,如電阻與電導;

12.量子力學為物理學理論,是研究物質世界微觀粒子運動規律的物理學分支,主要研究原子、分子、凝聚態物質,以及原子核和基本粒子的結構、性質的基礎理論。除瞭廣義相對論描寫的引力以外,迄今所有基本相互作用均可以在量子力學的框架內描述(量子場論)。量子力學四種力:電磁力、強力、弱力、引力;四大特質:人存改變、因果倒置、波粒二重性、量子糾纏;主要對應的數學理論:薛定諤波函數、波動方程、波動力學、普朗克公式及常數,矩陣力學等;

量子隧穿效應指的是,像電子等微觀粒子能夠穿入或穿越位勢壘的量子行為,盡管位勢壘的高度大於粒子的總能量。在經典力學裡,這是不可能發生的;

13.黑洞無毛:黑洞無毛定理又稱三毛定理。說的是所有進入黑洞的物質都會丟失所有信息,隻剩下質量、電荷和角動量三個物理量,其餘所有信息都不復存在。霍金

14.時間膨脹:運動的鐘變慢(相對不同速度而言),是相對論效應的一個特別引人註意的例證。

長度收縮,運動的距離變短。

質量是能量的高度凝聚態。愛因斯坦

15.宿命論:拉普拉斯的經典思想,即人們能同時預言粒子的位置和速度,因為不確定性原理指出人們不能同時準確地測量位置和速度,必須被修正。然而,人們仍然能準確測量波函數並且利用薛定諤方程去預言未來應發生的事。這就允許人們確定地預言位置和速度的結合物——這是人們根據拉普拉斯思想所能預言的一半。我們能夠確定地預言粒子具有相反的自旋。但是如果一個粒子落進黑洞,那麼我們就不能對餘下的粒子作確定的預言。

16.時間圈環是以低於光速旅行但由於時空的卷曲仍能回到出發的地方和時間的路徑。霍金。

17.黑洞的蒸發表明,在量子水平上能量密度有時可以是負的

18.時序防衛猜測:物理定律協同防止宏觀物體的時間旅行。霍金

19.波/粒二象性:量子力學中的概念,認為在波和粒子之間沒有區別;粒子有時可以像波一樣行為,而波有時可以像粒子一樣行為。

20.全息、果殼、膜世界:全息學把三維或更高維空間區域的信息編碼到一個低一維的面上,虛時空中的一個果殼中充滿三維,與現實宇宙中的四維空間一一對應,我們生活其上的膜在虛時間中的歷史是一個四維球,它是一個五維泡泡的邊界,而餘下的五維或六維被彎卷得非常小;或我們是在膜上的三維全息投影,但自認為生活在四維空間中;是膜還是泡泡?兩者都是描述觀測的數學模型。

21.引力波是指時空彎曲中的漣漪,通過波的形式從輻射源向外傳播,這種波以引力輻射的形式傳輸能量(帶走輻射源能量)。在1916年愛因斯坦基於廣義相對論預言瞭引力波的存在。引力波的存在是廣義相對論洛倫茲不變性的結果,因為它引入瞭相互作用的傳播速度有限的概念。相比之下,引力波不能夠存在於牛頓的經典引力理論當中,因為牛頓的經典理論假設物質的相互作用傳播是速度無限的。

22.弦論:物理學的理論,在該理論中粒子被描述成弦上的波。弦具有長度,但沒有其他維。

23.對稱性:也意味著物理定律在各種變換條件下的不變性,也叫守恒量,或叫不變量。比如空間旋轉對稱,它的角動量必定是守恒的;空間平移對稱對應於動量守恒,電荷共軛對稱對應於電量守恒;還有時間平移對稱。愛因斯坦提出”在慣性參考系變換操作下,物理規律保持不變”,這個就是狹義相對性原理。進一步推廣為:在任意參考系變換操作下,物理規律保持不變,這個就是廣義相對性原理。

24.諾特定理:是奇異積分方程的基本定理,它表達瞭連續對稱性和守恒定律的一一對應。它告訴我們,一個沒有對稱性的世界,物理定律也變動不定。因此物理學傢們已經形成一種思維定式:隻要發現瞭一種新的對稱性,就要去尋找相應的守恒定律;反之,隻要發現瞭一條守恒定律,也總要把相應的對稱性找出來;

25.群論:一般說來,群指的是滿足以下四個條件的一組元素的集合:(1)封閉性 (2)結合律成立 (3)單位元存在 (4)逆元存在。群論經常應用於物理領域。粗略地說,我們經常用群論來研究對稱性,這些對稱性能夠反映出在某種變化下的某些變化量的性質。 在物理上,置換群是很重要的一類群。置換群包括S3群,二維旋轉群,三維旋轉群以及和反應四維時空相對應的洛侖茲群。洛侖茲群加上四維變換就構成瞭Poincare群。咖羅瓦

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26.本文部分摘自書籍、部分摘自網絡,不妥之處敬請理解,不喜勿噴(哈哈)。

27.圖片部分來源於網絡,部分名詞解釋最後面的名字為該理論的提出者或解釋者。

28.本文由於篇幅較長,采用連載的方式,共分三篇,敬請期待。

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