他證明了神的存在！可能就存在於反物質世界！【文昭思緒飛揚295期】

放飛頭腦 思緒飛揚 朋友們好 據說有一種神奇的東西叫反物質 它是世界萬物的源頭 神的力量也蘊藏在其中 那到底是怎麼回事呢 咱們今天就來好好的聊一聊 在今天的故事開始之前 提醒大家一聲 本周的會員節目已經上傳了 反恐專家組織的探險小分隊 前往森林公園探險 結果發現了一個比肩著名的 剝皮行者牧場的靈異草場 請大家記得收看喔 1927年10月的一天 比利時首都布魯塞爾天氣晴朗 一群衣冠楚楚的紳士來到戶外 排好隊準備照相 其中有一個靦腆的英國人 他剛拿到劍橋大學 理論物理的博士頭銜 他叫狄拉克 狄拉克興奮的穿行在人群當中 左看看 右看看 想要和身邊的人說話 但是靦腆又怯場的他又開不了口 這群人整齊的排列在了 一幢建築物前面 攝影師「咔嚓」一下 就拍下了下面這張照片 這張照片被稱之為《世紀之照》 狄拉克在這個位置 請看看他周圍的人 你就知道他為什麼不敢說話了 前面是愛因斯坦、普朗克、居里夫人 旁邊是康普頓、波爾 後面是泡利、薛定諤、海森堡等人 他們全都是二十世紀初 物理界最牛的大咖們 一張照片上就有17位諾貝爾獎得主 他們有些在這次會議之前已經拿獎了 有些是在之後得獎的 當時的狄拉克在這群大咖當中 只算是一個學徒工 照片上的人都是來參加 第5屆索爾維會議的 這次會議被稱之為 物理學界最高水平的華山論劍 狄拉克雖然年輕 初出茅廬 卻因為在量子物理學裡的出色研究 拿到了這次會議的入場券 在會議上 以愛因斯坦和波爾為首的兩大門派 在量子物理理論上 發生了激烈的爭論 愛因斯坦頂著亂蓬蓬的頭髮 大聲說 上帝是不擲骰子的 意思是說 量子世界的不確定性是一個笑話 但是波爾也大聲反駁說 你不能指導上帝怎麼做呀 意思是說 在量子世界裡 是我們人類根本就無法探知的未知數 雙方爭得面紅脖子粗 不分勝負 會後一群年輕人聚在咖啡館裡聊天 大家還在回味著 會上兩位大佬的精彩發言 一直沉默不語的狄拉克突然開口了 他說 我覺得大佬不必提上帝 因為很可能並沒有上帝 狄拉克繼續說 《聖經：創世紀》裡面寫的 光是從空虛混沌當中產生出來的 可光是有能量的 怎麼能夠從虛空 空無一物當中產生呢 這實在很不合理 因此上帝是不存在的 沒錯 這就是狄拉克當時內心所想的 但是只能說是當時 因為他後來在 證實這個想法的過程中 卻心悅誠服的被打臉了 當然這是後話 話說狄拉克的話音一落 所有人都像看怪物一樣看著他 恰好海森堡和泡利也在鄰座喝咖啡 聽到狄拉克的話以後 哈哈大笑 笑得狄拉克臉都羞紅了 趕緊閉嘴 泡利笑著說 狄拉克的信仰是上帝不存在 狄拉克你就是先知 說完又是一通哄堂大笑 當時雖然是科學興起的年代 但是大多數科學家並不是無神論者 他們其實是有神論 是相信上帝存在的 只是不信任當時的宗教 狄拉克受到了嘲笑 心裡憋了股氣 他雖然生性靦腆 不善交際 但那只能說明他並非社交達人 他心裡還是有著一股子傲氣和自信的 在會議之後 狄拉克憋足了勁 想要證明自己的想法 在物理學的世界當中 並不存在上帝 狄拉克決定以 《聖經：創世紀》的第一句話 作為證偽的對象 這句話是這樣寫的 起初神創造天地 地是空虛混沌 淵面黑暗 神的靈運行在水面上 神說要有光就有了光 狄拉克就開始琢磨著 如何用科學的方法來證實 光的產生是需要能量的 虛空沒有能量 所以光不是上帝 從虛空當中創造出來的 這樣也就間接的證明了 上帝不存在 這是他的思路 他想到了自己最擅長的辦法 從微觀量子入手 狄拉克能夠參加物理學界 最高水準的華山論劍 那他自己的功夫肯定也是一流的 於是他埋首在辦公桌前奮筆疾書 一年之後 他居然用數學方式 推導出了解釋微觀粒子的 原子構造方程式 有了這個成果 狄拉克很興奮 他覺得自己終於找到 產生光的正確方向了 在一次學術會議上 狄拉克得意洋洋的給所有學者 解釋了自己的發現 原子的中心是原子核 帶正電 原子核周圍是帶負電的電子 它們圍繞原子核高速旋轉著 他一邊說 一邊刷刷刷 寫出自己的方程式 狄拉克寫著寫著 突然覺察出有點不對勁 就是他的方程式很奇怪 雖然能夠容忍帶負能量的電子存在 可是按照他自己以前的想法 能量都應該是正的呀 怎麼會有帶負能量的電子呢 狄拉克突然發現了自己的bug 於是他又回到了書桌前 繼續冥思苦想 幾天之後 他終於提出了一個巨大的腦洞 我們常說的真空並不是啥也沒有 而是一個深不見底的大海 位於海平面的電子能量為零 低於海平面的電子 都在負能量級別的不同位置上 整個海洋非常平靜 沒有波瀾 這就是真空 狄拉克對自己的這個腦洞非常滿意 是一個完美的閉環 可以解釋一切了 可是正當他起身的時候 腦子裡突然閃現了一念 天哪 這個真空的海洋 難道不正是《聖經：創世紀》當中 所講的產生了光線的虛空嗎 狄拉克震驚了 他自己的初衷是想要證明 虛空當中沒有能量 可現在的結果是 卻證實了虛空當中有能量 而且還是負能量 他的第一反應是 難道是自己的數學公式出錯了 他立刻坐下來 拿起筆繼續計算 幾天之後 狄拉克終於無可奈何的承認 公式沒有錯 量子世界的確存在帶負能量的虛空 不過狄拉克是個虛懷若谷的人 既然證明了自己之前的想法是錯的 那就改嘛 從虛空當中去重新構想 光是怎麼來的 狄拉克於是思緒飛揚出了 這樣一幅畫面 虛空中有一片平靜的海洋 一股不知名的能量打進海洋裡 正好給了一個電子 於是電子吸收能量之後 立刻躍出海面 變成擁有正能量的電子 而在海洋原來的位置上 會產生一個新的電子 不過這個電子和跑掉的 躍出海面的那個電子截然相反 帶正電 叫作正電子 正電子和普通電子在海洋上一碰撞 就會釋放出一道閃光 叫作伽馬射線 狄拉克說 這股不知名的能量就是來自於神 而這道伽馬射線 就是從虛空中誕生的光啊 狄拉克接著嘆了口氣說 原來上帝竟然是如此高明的數學家 我跪了 自嘆不如啊 狄拉克的思緒飛揚一出來 就被當成了科幻 因為沒有人理解他在講什麼 但是大夥都覺得他很厲害很厲害 1933年 在量子物理領域 碩果累累的狄拉克 終於也獲得了諾貝爾獎 和其他的那些大咖 站在了一個領獎台上 直到幾年之後 才有人真實的觀測到了正電子 因為電子應該帶負電嘛 所以正電子 就被物理學家歸為反物質之列 那按照狄拉克的計算 反物質除了正電子 還應該有反物質原子 當時的人們只觀測到了正電子 反質子這些亞原子級別的粒子 至於反物質原子長成啥樣呢 就沒人知道了 直到1995年 瑞士歐洲核子研究中心的物理學家們 在高速粒子對撞機裡 才撞出了第一個反物質氫原子 大家才恍然大悟 原來狄老前輩所說的反物質 真的是存在的 那反物質是啥樣呢 圖片的左邊 是我們這個世界正常的氫原子 它的中間是一個帶正電的質子 外圍是一個帶負電的電子 電子圍繞著中間的質子旋轉 圖片的右邊 就是一個反物質氫原子的結構了 中間是一個帶負電的質子 叫作反質子 外圍是一個帶正電的電子 叫作正電子 正電子圍繞著中間的反質子旋轉著 看到反物質氫原子 所有的科學家都凌亂了 這反物質世界中的一切 原來和我們世界中的物質 都是反著來的 那這是不是意味著 元素週期表上的一切元素 都可能像氫原子一樣 有它的反物質世界的夥伴呢 比如有碳原子就有反碳原子 有氮原子就有反氮原子等等 有的科學家越想越玄 反物質世界裡面有著反太陽 燃燒著反氫原子 這個世界的一切 都是由反物質構成的 包括生命 他們的頭髮 皮膚 DNA 一切的一切看起來都和我們一樣 只不過都是由反物質構成的 但是大家知道 所有這些僅僅就是思緒飛揚而已 在我們的現實當中 是絕對觀測不到反物質世界的 因為反物質沒有辦法 在我們這個世界裡穩定的存在 但是科幻粉們卻對反物質充滿了幻想 因為有人拿出愛因斯坦的質能方程式 換算了一下 1克反物質釋放的能量 就相當於兩顆「小男孩」原子彈 大約3萬多噸TNT的爆炸當量啊 這實在是太驚人了 如果人類能夠提取出反物質 加以利用 那麼地球上的一切能源問題 不就都迎刃而解了嘛 更進一步 如果有人能夠設計出反物質發動機 那人類的宇宙飛船不要說衝出太陽系 就是衝出銀河系都是分分鐘的事 你還別說美國科幻系列劇 《星際迷航》當中 就用到了反物質引擎的概念 反物質火箭的設計其實很簡單直觀 只需要把反物質 儲存在安全的容器當中 然後源源不斷的再進入反應艙 它在艙內和普通物質爆炸性結合 就能夠產生強大的光能了 「騰」的一下就能夠產生龐大的推進力 推動火箭高速前進 而且爆炸的產物只有光能 沒有任何殘留物 也不產生任何其他物質 可以說是百分之百的綠色環保 就在大家都以為反物質只存在於 科幻小說的臆想當中的時候 突然坊間傳出謠言 NASA很可能已經研製出了 反物質武器 原來在2004年 在NASA的一次會議上 一位來自佛州的叫愛德華茲的彈藥專家 就一本正經的討論了 反物質在武器研發上的潛力 這位猛人舉了一個 相當政治不正確的例子 他說 1995年 美國俄克拉荷馬城發生了恐怖襲擊 市中心的艾爾弗雷德.默拉聯邦大樓被炸 導致了800多人傷亡 有300多棟建築被損毀 造成了6億美金的損失 FBI調查之後 認為恐襲炸彈大約相當於 1800公斤TNT的爆炸當量 愛德華茲話鋒一轉說 你們知道嗎 如果是使用反物質當炸彈 只需要20納克的正電子 也就是5000萬分之一克啊 就可以做到這一點 就相當於是1.8噸TNT爆炸的當量了 而且不會產生任何有害物質 百分之百的綠色環保 他的話音一落 語驚四座 記者們在報導中紛紛驚嘆道 美國軍方已經研製出了反物質武器 可以殺敵於無形 這下就炸了鍋了 更多的人跳出來追問 這是真的嗎 《舊金山紀事報》的記者 立刻找到空軍發言人詢問 發言人的回答也很奇葩 他說 我們嚴禁僱員發表任何 有關反物質研究項目的訊息 大家一聽目瞪口呆 那這個回答相當於妥妥承認了 存在反物質武器研究的項目嘛 科幻粉們個個心花怒放 如果美國軍方 已經能研製出反物質武器 那豈不是說 《星際迷航》當中的反物質火箭 研製成功也很現實嘛 那人類衝出太陽系 奔向銀河系就指日可待了 可真的是這樣嗎 在回答這個問題之前 咱們得先提出另外一個問題 就是上哪兒去找反物質呢 目前 科學家們能夠觀察到的反物質 只有兩種來源 第一 就是宇宙射線當中 偶爾發現的反物質 但是數量極少 幾乎可以忽略不計 第二 就是物理學家 在高能粒子加速設備裡 合成出來的簡單反物質 比如前面講道的歐洲核子研究所 在高速粒子對撞機裡 製造出了反氫原子 但數量也極少 而且能不能撞得出來還得碰運氣 另外 一個更現實的問題是 反物質是世界上最昂貴的物質 按照現在的價格計算 製造1克的反物質 需要花費60多萬億美元 相比之下 開發出第一顆原子彈的曼哈頓項目 換算成今天的價格 才花費了230多億美元 美國2022年的GDP總額 才25萬億美元 而製造1克反物質 就要花費60萬億美元 那這1克反物質 就足以讓整個美國破產了 所以說美國空軍 已經擁有了反物質武器 這個說法不靠譜 但是這也並不意味著美國軍方 沒有正在研究反物質 NASA的科學家 曾經提出過一個解決方案 建立專門生產反物質的工廠 當然 NASA專家並沒有對公眾 詳細解說細節 只是說反物質的生產成本 通過這種方式可以降低到每克 花費大約50億美元 這個聽起來似乎是一個 可以接受的價格了 但是作為武器 一顆B61核彈 最大爆炸當量可以達到5萬噸TNT 價格只有2800萬美金 所以相比起來 反物質武器還是太昂貴了 科幻劇《星際迷航》 提供了另外一種思路 既然自己製造划不來 那就到宇宙當中去找現成的唄 去尋找反物質行星 當然如果人類將來 真能在星際旅行當中 找到反物質行星 可能對地球文明來講 也不是一件好事 因為價廉物美 危險至極的反物質武器 可能搞得滿地都是 那反物質行星是找到了 地球就該被炸沒了 而且以目前的技術來講 就算找到了反物質 如何儲存反物質呢 在我們這個世界當中 也是難上加難哪 因為它只要碰到 我們這個世界當中的任何物質 不管是空氣還是容器的鋼筒內壁 它就會立刻變成一股光了 什麼也不剩了 歐洲核子研究中心 是這樣保存反物質的 首先在加速器中碰撞產生的反物質 這種粒子會沿著加速器的管道 以接近光速的速度奔跑 在這種速度之下 實驗室是儲存不了它的 所以研究人員首先要讓反物質減速 然後用一個有強大磁場的容器 將反物質困住 不讓它們接觸到容器的內壁 這樣反物質才能夠被儲存起來 可是一旦發生了斷電或者機器故障 反物質碰到了容器的內壁 那就消失的無影無蹤 徹底完蛋了 因此不管是反物質武器 還是反物質火箭 現在還是和狄前輩所處的時代一樣 是一個科幻題材 科學界一直在研究反物質 但是有一個問題 一直困擾著物理學家們 那就是宇宙誕生之初 物質和反物質的數量應該是一樣的 那麼碰撞之後 讓我們這個宇宙中有光之後 正物質和反物質應該是相互抵消的 那也就不存在 我們這個可見的物質世界了 那為啥又存在著我們的太陽系 銀河系和整個宇宙呢 於是一種解釋出現了 我們所居住的物質世界 是在那次碰撞之後 被留下來的一部份物質 是沒有充分反應的殘餘 也就是說有那麼一股神奇的力量 改變了宇宙的對稱性 在正反物質的大碰撞之後 刻意保留了一部份正物質 才會形成了太陽系和其他的物質星系 如果保留下一部份正物質 形成了正物質宇宙 那麼也很可能保留下了一部份反物質 形成了反物質宇宙 而且 這股神秘的力量 把正物質宇宙和反物質宇宙相隔開 讓碰撞不再發生 不再互相抵消毀滅 難道說真的像狄前輩所猜測的那樣 是神注入的能量嗎 是神以自己的手分開了物質與反物質 讓這兩者永遠不再接觸嗎 估計這個問題在當前的科學認知當中 還會一直是一個謎 那麼好 今天的故事就分享到這 謝謝大家 如果您覺得今天的話題 或者咱們這個頻道有意思的話 就請訂個閱 關個注 下回更新不迷路 散會 最後剪輯師小謝拍了個案 神說要有光就有了光 原來有這麼深刻的奧義啊 那是不是意味著我們搞清楚了反物質 也就找到了神呢