物质无限细分

冰火魔厨漫画2022-07-10  27

答:物质不能无限细分。

“一尺之重,半天之久,用之不竭”,这是古代庄子的思想,在数学上是成立的,但在实际中是行不通的,因为根据现有的物理理论,物质是有最小单位的。

我们生活中看到的大多数物体都是由原子组成的,而原子又是由原子核和核外电子组成的。原子核本身可以细分为质子和中子。现代物理学中可以接触到的基本粒子有夸克、电子、光子、中微子、希格斯玻色子等等。

在量子力学中,物质在达到基本粒子的水平后,是无法进一步分解的,至少在目前的科技水平下是如此。这些基本粒子的组合构成了一个复杂的物理世界。

此外,量子力学指出宇宙有最小的尺度“普朗克长度”,其值约为1.6 * 10-35米。低于这个长度是没有意义的:

在一些高级理论中,比如超弦理论,认为事物是由更小的“弦”组成的。电子、夸克、光子等。都可以细分为“串”。弦以不同的方式振动以获得不同的粒子。

弦的尺度是普朗克长度的数量级。以现有的实验技术,还远远不能探索弦理论研究的规模。所以超弦理论还处于理论研究阶段,也是最有可能成为终极理论的有前途的理论。

量子力学的观点是假设世界是离散的,长度、时间和空都是离散的。这种处理可以避免很多悖论,也非常符合实验观察数据。

在数学中,有一个非常有趣的数学悖论,叫做“巴纳赫-塔斯基悖论”或者分球悖论,它是基于选择公理,经过严格推导的。

分球悖论的一般含义是指一个三维立体球体,可以细分为有限个部分,每个部分又可以细分为无限个部分。然后,只需旋转和平移,就可以重新组装成两个一模一样的实心球,与原实心球一模一样(质量、密度、半径都一样)。

这个悖论,或者说定理,在数学推导上无懈可击,但显然违背了物理定律。关键在于分球的过程涉及到“无限细分”。一旦物理世界无法无限细分,那么这个悖论就无法出现在物理世界中。

这个悖论似乎在暗示物理世界不能无限细分,但这只是一个暗示。自然法则是和谐而奇妙的,所以这当然不允许在现实世界中发生。

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