小編的世界 優質文選 宇宙
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2021年1月09日 -
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三體使者
科學達人,優質創作者
本文參加百家號 #科學了不起# 系列征文
隨著人類進入二十世紀以來,人類的科學技術水平不斷提高,在航空方面特別顯著。古代,人類只有仰望星空,想去探索,卻沒有那個條件,而現代人類科技的高度發展,飛出地球,到太空走一圈,已經不成問題了。
宇宙浩瀚而神秘,似乎無規律所尋,實際上宇宙萬物都遵循著一個規律,只是我們人類還沒有發現而已,但是我們的科學家並不因此而氣餒,而是勇往直前,敢於探索這個世界的一切謎團,再說科學的本質就是不斷發現宇宙中存在的物理定律,並將其應用到實際生活中。
我們都知道宇宙中,所有的星系、恒星都是呈橢圓形的,而且每個星系、恒星都遵循著自己的運動軌跡,從不互相干擾,總是質量小的天體圍繞質量大的天體旋轉,如月球圍繞地球旋轉,地球圍繞太陽旋轉,太陽圍繞銀河系旋轉。這也就說明了整個宇宙是有一個穩定循環的系統。其實我們日常生活中所看到的四季更替、晝夜交替、風雨雷電等自然現象,其實也是一個物理定律之下的產物。
人類其實很聰明,在科技水平非常低下的古代,古人已經能夠掌握一定的規律,如占卜、觀測天象等,從而進行社會活動,如祭祀、農業生產活動,當然啦,肯定有一部分是有一定的迷信存在的,但是這也說明了人類其實相信規律,並且物理規律是存在的。
有的人說,宇宙中有各種各樣的規律,而且人類在地球上所探索出來的物理規律,未必就使用於整個宇宙,真的是這樣嗎?
關於宇宙起源之說,有很多說法,但是最廣泛的說法便是宇宙大爆炸之說。也就是說我們現在所看到的宇宙,在138億年前並不是這樣的,奇點大爆炸後,宇宙由最初的超級能量不斷演化而來,爆炸噴射出來的基本物質分布在各處,經過幾十億年在同樣物理規則下不斷演化,最後變成了我們現在所看到的璀璨星河。
宇宙那麼大,每個星系、恒星又不同,所以不是所有的規則都是一樣的,但是基本的物理定律還是相同的,也就是說我們所處的太陽系的規律,在其他星系中同樣適用,而我們人類自己發現的物理定律,也是適用於整個宇宙,到目前為止,還未發現哪個人類摸索出來的物理定律在宇宙中是不適用的。
都說實踐出真理,這話並不是沒有道理的。如牛頓的萬有引力定律,其概念是宇宙間的一切物體都是互相吸引的,兩個物體間的引力大小,跟它們的質量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,為什麼宇宙中所有的天體都互不干擾,其實就是兩個天體之間萬有引力的相互吸引的作用。據說當時牛頓發現這個定律是因為樹上的蘋果掉下來,正砸到他頭上,從而發現這個定律的,這也就是說在地球上發現的物理定律其實適用於宇宙中規律的。
愛因斯坦是全球公認最偉大的物理學家之一,被他稱為科學定律之最的物理定律是什麼呢?它就是“熵增定律”——是克勞修提出的熱力定律,並認為熵是不可逆過程,也就是說熱量從高溫物體流向低溫物體的這一過程是不可逆轉,其物理表達式為:S =∫dQ/T或ds = dQ/T,其中S表示熵,Q表示熱量,T是溫度。
“熵增定律”被愛因斯坦高度贊賞,但是為什麼有的科學家卻說寧願沒有發現它的尋在?這是因為一個孤立的系統在一定的過程中吸收或消耗的熱量除以它的絕對溫度,熱量從高溫物體流向低溫物體,系統的熵就增加,而隨著熵的不斷增加,整個系統就會越來越混亂,最終走向滅亡。
從古至今,很多帝王將相都希望長生不老,但是人的壽命本身就是不可逆轉的,如果強行通過其他手段來延長生命,從近代生物醫學來說,人類確實解開了部分生命的基因密碼,並延長了壽命,但是並不是永生,要是想通過基因科學技術實現永生,從熵增定律的角度來說,那是根本不可能實現的。
因為熵增的趨勢是不可逆轉的,如果強行將人類從外界獲取的能量加入到人體中,雖然一定程度上抵消了熵增帶來的混亂,但是從生命趨勢而言的話,生物的混亂還在不斷增加,所以生物科技只能起到緩解的作用,能夠使生命延長,但是做不到永生。
熵增定律,一個最基本的要求就是在一個孤立、封閉的條件下產生的。假如說宇宙就是這麼一個孤立、封閉的空間,那麼根據熵增定律,整個宇宙的熵不斷增加,宇宙內部環境只會越來越混亂,在孤立無援的情況下,最後可能回到最初的時刻,然而再通過爆炸,新的宇宙再次誕生,這就像是輪回,而我們現在所處的宇宙很可能就是上個宇宙熵增到了極限後,爆炸誕生的,如果是真的,那麼我們人類就在劫難逃了。
這或許就是大部分科學家不願意看到的,所以科學家們才會說寧願沒有發現它的存在了吧,但是自欺欺人真的好嗎?做人不做糊塗蛋,只有增強憂患意識,才能走得更多,當然啦物理規律有很多,或許我們不能全部掌握,加上我們也不能改變什麼,但是只有掌握了一定的規律,我們才能摸索出一條生存之道。
浩瀚的宇宙,以我們現在的科技水平而言,我們不知道是否存在宇宙之外的宇宙,但是我們人類就生存於這個宇宙之中,所以無論未來宇宙將如何演化,只要宇宙還在,我們人類就還在,我們的科技就不會凋零,相信我們的科學技術,或許還未等到我們宇宙大爆炸之前,我們已經去了另外一個宇宙,有了更廣闊的發展。