|
想要糊口在我们这个宇宙中，就必需遵守它的法则。好比，你不能用0做分母举办运算，不能以光速航行，不能…… 然而跟着时间的推移，我们曾认为的很多“不能”可能“不行能”，在科学的进步和技能的革新之下酿成了“大概”。假如用英国科幻作家亚瑟·克拉克的话说：“假如一个年高德劭的精巧科学家说，某件工作是大概的，那他大概是对的；但假如他说，某件工作是不行能的，他很有大概是错的。” 2008年，著名理论物理学家加来道雄出书了科普著作《不行能的物理》，在书中，他将“不行能”分成了三个品级，永念头就属于最高的那一级。 几个世纪以来，大型永念头一直是很多科学家和发现家的终极空想之一。在人们的设想中，永念头可以在没有外部能量源的环境下移动并举办其他有用的事情。早在12世纪阁下，永念头的设计想法已经呈此刻文献记实中。很多汗青名流都曾被永念头的观念深深吸引。好比，在文艺再起时期，列奥纳多·达芬奇设计了几种包括旋转的重物的呆板。而布莱斯·帕斯卡也是在实验制造永念头的进程中，“顺便”发现出了轮盘呆板。但到了19世纪，热力学定律的呈现永远地关上了大型永念头的大门。 直到2012年，永念头的故事好像呈现了一丝转机。诺贝尔奖得主、理论物理学家弗兰克·维尔切克按照普通晶体的对称性破缺，缔造出了“时间晶体”的观念。 时间晶体是一种新颖的物质状态，在没有外部能量源的环境下，这种质料能在时间上永远地反复下去。这样的物质具有一种内禀的时间纪律，晶体的模式会在其物理特性中不绝地往返变革，就像一种永远反复的心跳，这很是雷同于永念头的观念。也正因如此，维尔切克本人也意识到了他所提出的时间晶体理论在这一点上很是奇怪。
在维尔切克提出时间晶体的观念后不久，曾有物理学家证明这类“永动”的晶体简直不行能存在。但2016年，一些研究曾表白，时间晶体可以在存在某种外部驱动力的环境下存在，这又让科学家看到了一丝但愿。 直到2019年年底，一篇最新研究提出了一种可以在完全与情况距离的条件下缔造时间晶体的要领。与以往需要激光脉冲来启动自旋振荡的尝试差异，在新的研究中，研究人员证明白在没有激光或其他外力的环境下，也有大概绕过热力学约束的限制，制造出时间晶体。在“大概”与“不行能”的博弈中，时间晶体最终被缔造了出来，维尔切克的思想也获得了证实。 尚有一些“不行能”的大概性则来自对界说差异的领略和操作，好比负温度。 1906年，德国化学家沃尔特·能斯特提出热定理，该定理指出，当完整晶体靠近0开尔文的绝对零度时，系统的熵也趋于零。1912年，能斯特进一步用不行达性道理完善了理论，也就是说，绝对零度在物理上是无法到达的。它们配合构筑了现代热力学第三定律。 在开尔文温标上，温度是由粒子的动能抉择的，粒子慢速举动的气体比粒子快速举动的气体更冷，而绝对零度代表着粒子完全遏制举动，所以无法低于绝对零度好像是切合逻辑的。可是，科学家发明，假如换一种方法领略，其实还可以跳到它的下面。 按照严格的热力学界说，温度照旧一种秩序的量度，它取决于粒子能量在气体中的漫衍方法。也就是说，越安静、越有序的对象，其温度就越低。 在正温度下，增加更多能量意味着更多增加更多熵。好比，为了使水沸腾，我们需要向水中增加能量。在加热进程中，水分子的动能跟着时间的推移而增加，它们平均的移动速度也更快。然而，单个分子拥有差异的动能，它们有的很是慢，有的则出格快。在热均衡中，低能态比高能态更有大概，也就是说，只有少数粒子举动得很快。这种漫衍称为玻尔兹曼漫衍。
2013年，德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学的物理学家操作激光哄骗了一些靠近绝对零度的原子。在这种原子气体中，能量与熵的相关性被冲破，玻尔兹曼漫衍被颠倒了，很多粒子具有很高的能量，只有少数粒子具有较低的能量。这种能量漫衍的反回心味着粒子具有负绝对温度。
|
