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星球大战物理学:“力”真的存在吗?

雷伊,黛西·雷德利扮演,《星球大战:最后的绝地武士》中的原力训练。卢卡斯电影)

这篇文章最初是在《对话》上发表的。这篇文章为《生活科学》的专家之声提供了一篇文章:专栏和见解。

作为《星球大战:最后的绝地武士》在影院上映,其女主角Rey试图学习从一个与世隔绝的老卢克·天行者那里得到的力的方式,它提出了一些显而易见的问题:

在科学中,特别是在量子物理学中,有什么类似于力的东西吗?物体能在远处瞬间 ... 纵吗?”

答案,现代物理学可能有。

这些不是你要寻找的

力量欧比旺·克诺比在《星球大战》的原版电影中告诉卢克·天行者,这种力量“包围并渗透我们;

现代物理学家知道实际上有四种基本力:两种核力,电磁力和引力。从最小的原子到最大的行星,

都起到了将物质结合在一起的作用,然而,这些可能并不是我们要寻找的力。老本·克诺比、尤达,最后还有卢克,都能远距离心灵感应地交流,用头脑移动物体。

这些壮举有可能吗?物理定律对此有何解释?”

“我发现你缺乏信心干扰了”

“爱因斯坦的相对论对我们交流的速度提出了一些严格的限制-最终的速度限制是光速。”

因此,如果你需要向奥德朗发送一条信息,警告市民帝国的攻击,总是会有延迟。即使你想,你也不能及时警告他们撤离,因为光传播信息需要时间。

本·克诺比不可能在死星摧毁奥德朗后的几分钟内就感觉到原力的干扰。或者他可以吗?”是真的,所有这些量子物理对远距离传输的信息说什么?不幸的是,我们不能突破爱因斯坦的速度限制,即使我们有千年隼。我们将撇开汉·索洛也许并不荒谬的说法不谈,他让凯塞尔运行不到12秒——这是距离的度量,而不是时间。

然而,通过量子力学的一个技巧,你可以用一种特殊的方式连接两个粒子,将它们分开,然后在远距离上观察一个粒子对另一个粒子的影响。这就是所谓的量子纠缠-把两个物体放在同一个纠缠的量子态中。这比《星球大战》创造者乔治·卢卡斯能想到的任何东西都要奇怪(当然,不包括Jar-Jar-Binks),

纠缠可以在实验室里用光粒子来演示。当这两个粒子或光子在远距离上分离时,它们仍然相互关联。如果你测量一个粒子,另一个粒子的状态将立即被确定,不管它离我们有多远。

爱因斯坦不喜欢这个想法,因为它是“一段距离的幽灵行为”。然而,现代物理实验表明,纠缠是真实的——粒子可以远距离连接。

,正如汉·索洛所说:“这是真的。实际上,乔治·卢卡斯在为《星球大战》写剧本的时候,受到了量子理论的影响。在20世纪60年代末和70年代初,新时代的思想家们提出量子纠缠是一种真正将我们结合在一起的“力量”。在物理实验中,观察者可以与他们正在测量的物体纠缠,从而改变测量结果,这是众所周知的。

这导致了我们都是在某种程度上纠缠在一起,银河系中的每一个生物之间都有联系。

我对这个

有一种不好的感觉,尽管有一个陷阱。量子纠缠效应趋向于ve对日常物体来说很小。

如果任基洛是物理学家,他可以操纵一些光粒子使其成为量子纠缠,但阻止激光束在其轨道上运行会更困难。

然而,在凝聚态物理的世界里,固体纠缠的研究更是司空见惯。

固体物理学家研究数十亿和数十亿粒子的纠缠在一起,这些新现象,例如在迈斯纳效应中漂浮在磁铁上的超导体,通常是由电子的宏观量子纠缠或作用于远距离的幽灵“力”引起的这些新的“量子材料”。

从某个角度来看

所以,从某个角度来看,“力”背后的想法是有一定道理的,正如本·克诺比所说的。

量子纠缠在现代物理学中起着作用,它是物质和能量的结合原理。然而,大规模的量子纠缠是很难实现的,甚至更难在生物中观察到。

那么力是“所有生物创造的能量场”呢

物理学家才刚刚开始研究量子纠缠在生物学中的作用,在一个相对较新的领域被称为“量子生物学”。

有间接证据表明,大生物分子中的过程可能受到量子纠缠效应的影响。

纠缠的几率起着重要的作用在生活过程中的作用似乎很低。然而,正如汉索洛所说:“永远不要告诉我胜算!”

加拿大温尼伯大学量子材料发现系主任、教授克里斯托弗·维贝(Christopher Wiebe)这篇文章最初是在对话中发表的。阅读原文。“

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