|第五维度存在的意义:或许可以解释量子理论( 二 )



|第五维度存在的意义:或许可以解释量子理论
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图源:unsplash
基于卡拉威(Callway)的工作 , 本文介绍了某种类似量子维度动能的东西 , 它是整个量子物理的必要组成部分 。 因此 , 基于我们准备好的量子场可以造一个时钟 , 并且可以根据它在这种动能形式中的变化来进行测量 。
现在 , 时钟依赖于另一个原理 , 那就是增加熵 。 这是一个更微妙的问题 , 为了记录时间的流逝 , 我们必须知道至少两个时间点——过去和现在 。 为此 , 时钟必须做有用功 , 这需要某种能量流和增加熵(这被称为自由能量流) , 这让时钟具有区分过去和现在的方向性 。 没有这种方向性 , 过去和未来的所有时刻基本上都是相同的 。
这就是时钟在量子维度上不起作用的地方 。 你可能在任何给定的点上加减时间 , 所以你最终得到的时间将是随机的 , 并且平均为零 。
另一种思考五维空间的方法是 , 它类似于时间 , 因为我们在穿越它(不像空间 , 我们可以通过加速而自由移动) , 但它不像时间那样有箭头 。 时间之箭让我们能够感知它 , 没有箭头 , 就没有过去和未来 , 只有现在 。 解决这个问题的方法之一是观察我们在量子维度和时间上的流动 , 并创建一个会随时间而改变的混合时钟 。
那么我们能区分量子维度和时间上的变化吗?或许可以 。

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布朗运动是一个不错的类比
目前我们了解量子维度的唯一方法是量子测量 , 它能感知在此维度中持续发生的个体波动 。 这些不是平均数 , 而是对随机性的度量 。
这有点像观察布朗运动——气体和液体中微小物体的振动 。 布朗运动通常是不可见的 , 除非在显微镜下观察很小的物体 。 比如说花粉 , 它会受周围液体分子的不断轰击而振动 , 从而使布朗运动变得可见 。
因此 , 通过观察量子效应 , 如个体光粒子或电子 , 我们可以认识这一维度 , 但不能直接感知我们穿过它的流动过程 。
你可以用布朗运动做一个时钟 。 只需将一粒花粉放在一个点上 , 并记下位置 。 然后随着时间的推移 , 它将遵循所谓的随机游走(random walk) 。 平均来说 , 它的移动距离与所用时间的平方根成正比 。 虽然液体处于平衡状态 , 但你不是 , 所以你可以观察并记录 。
但在量子力学中也能这么做吗?可以 。 透过第五维度的镜头 , 量子物理学不再神秘或怪异 。 量子物理学所有的奇怪效应(比如它可以是多个事物 , 然后在观察时突然变成一个东西 , 即量子测量解释) , 以及它的非局部性质都可以解释为穿过第五维度的经典运动(classical motion) 。
因此 , 卡鲁扎可能一直是对的 , 只是错在没有把他的发现与量子物理学联系起来 。 相反 , 他的理论是量子理论的经典极限 。

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爱卡鲁扎·桑·克莱因的其他理由
卡鲁扎的观点值得认可的理由很有许多 , 如果把第五维度与爱因斯坦的时空广义相对论相结合 , 就会发现五维广义相对论等于四维广义相对论和电磁学 , 这意味着电磁是五维的重力 。 你还可以得到一个标量字段(即每一点上只有一个数字的字段) , 并能决定如何使用它 , 卡鲁扎假设它是恒定的 。
如果像卡鲁扎那样做一个严密的圆柱度假设 , 就会得到两个力 , 但是如果稍微放松一下 , 你也可以证明物质本身只是五维的时空曲率变化 。 这意味着没有实际的物质 , 只有时空几何学 。

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