有哪些物理學上的事實是沒有一定物理學知識的人不會相信的?

昆蟲學小啊鍬


說實話這個問題放在物理角度來談,實在是太多了。因為我們日常接觸的生活是屬於宏觀和低速的世界,但一旦研究領域到了微觀或者高速領域一些現象就會讓我們難以相信。

量子效應導致的超級擴散

我們都知道擴散這個現象,並且根據生活經驗也可以知道隨著溫度的上升,擴散會更快。這是對的。

從微觀領域來看,擴散的本質其實就是因為分子在無規則的熱運動,因此隨著時間的推移,這些分子就會跑到四面八方。


那麼問題來了,既然是分子的無規則運動那麼其他原有的分子不會影響嗎?這就相當於一群黑衣服的人站在一起,然後又有一群紅衣服的人,現在讓紅衣服的人衝進黑衣服的人堆中。那麼紅衣服在衝入黑衣人群中必然會和黑衣人碰撞。分子也是如此。

也就是說一個原子的擴散需要擠開周圍的其他原子,這需要一定的能量。所以當溫度較高時,激烈的熱運動能輕易提供這個能量,擴散自然就快。反過來,溫度低,沒有足夠的熱動能,擴散也就越困難。

但是氫卻隨著溫度降低,擴散速率卻降到一定程度就不變了。這顯然是違反我們的常識的。

其實因為氫是質量最小的原子,所以具有很強的量子效應。這意味著,氫原子的平均能量雖然是一個守恆值,但在短時間內具有很大的不確定性。因此通過這種能量-時間不確定性,氫原子有一定概率“無中生有”的提高自己的能量,從而越過擴散能壘這一堵牆。

而這種量子效應是和溫度無關的,在低溫下,儘管熱運動不足以驅動氫原子擴散時,但量子效應依然能驅動擴散,甚至佔據擴散的主導地位。因此擴散速率不隨溫度降低而降低。

這是因為微觀領域而導致的問題,還有很多比如超流體,藍色的金子,量子糾纏等等。

相對論

相對論永遠是大多人認為最違反現實的學說,因為他很多理論都讓人難以想象。

例如時間會隨著速度增大而變慢,物體質量會隨速度增大而增加,還有物體長度還會變短等等。這些問題在相對論剛誕生的時候,人們都感覺自己是個傻子,因為所有人都知道我朝東以1米/秒的速度跑,另一個人向西和我一樣的速度跑,相對他來說我就是2米/秒的速度,但是相對論告訴你光不是這樣的。。。。


其次,時間變慢原理更是讓人感覺進入了神話世界,這也是為什麼有什麼世界上只有三個人懂相對論這種說法,但也確實反應了相對論的難以理解。

總的來說,沒有物理知識難以相信一些物理事實是正常的,因為認知並不夠或者說每個人扮演角色不一樣,也不用為此苦惱或者是自卑。


你還知道哪些反直覺的現象呢?


科學認識論


答:其他答友,已經舉了很多例子,艾伯菌不再重複舉例,就給大家說一個量子力學的“三偏振鏡實驗”。


這是一個神奇的實驗,沒有深刻學習量子力學的人,是很難理解的!

我們知道,光具有偏振現象,比如攝影裡面用的偏振鏡片,就可以過濾掉湖面和玻璃的反射光,那是因為反射光的偏振方向具有選擇性。

我們準備三塊偏振鏡片,實驗過程:

(1)我們透過一塊偏振鏡看物體,會發現光線稍微減弱,這很好理解,首先鏡片不可能100%透光,然後偏振片會過濾掉一個方向(垂直)的光,並無異常;

(2)我們使用兩塊偏振片看物體,當兩塊偏振片的偏振方向一樣時,照常透光;當偏振方向垂直時,我們發現光線完全無法透過;這很容易用經典波的規律解釋;

(3)關鍵來了,兩塊偏振方向垂直時完全無法透光,一旦我們在這兩塊偏振片之間,加入第三塊偏振片,而且角度處於兩者之間時,我們發現透過三塊偏振片又可以透光了;

這是一個神奇的結果,透過兩塊鏡片無法透光,可是在這兩塊鏡片不動的情況下,我們單單加入第三塊鏡片,就使得三塊鏡片透光了。


在量子力學中,我們可以把光波看成單個粒子,也就是光子,如果我們用光子模型看——光子無法穿過兩塊偏振方向垂直的鏡片,但是我們在中間加入第三塊偏振片時,就有光子穿過了三塊鏡片。

那麼請問:中間的偏振鏡片,到底對光子做了什麼呢?

如果我們把大量光子的集合看成光波,並給光波加上方向矢量,然後光波每經過一個和自己偏振方向有角度的偏振鏡時,就會在對應角度進行餘弦投影,如此也可以勉強解釋三偏振實驗。


但是在量子力學中,更神奇的事不止於此,科學家還發現,當我們逐一發射單個光子時,總體現象也會呈現最初的情況,說明三偏振實驗並非光子的集體行為,而是單個光子也具有的行為。這樣的話,上面的解釋也說不通了。

關於這個問題,沒有深度學習量子力學的人,是很難理解的;而且要解釋其中的原理,也涉及很深的量子力學內容,在這艾伯菌不在詳細敘述,有興趣的讀者朋友,可以自行查閱相關量子力學知識。


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艾伯史密斯


謝謝你的問題

答:物理學上的理論,之所以被人信服,是因為已經被人類證實了。比如說:現代的物理科學界的支柱:相對論與量子力學。之所以會被信服,是因為相對論與量子力學已經用於解決實際問題。我們生活中的所有電子設備,都是使用的量子力學中的知識來完成的。而相對論中設計到的很多知識都已經被證實 。

比如相對論中所提到的引力場論,近年來,NASA已經向外太空發射了引力場探測器,並根據長期的觀察,證明了太陽因為質量大,進而扭曲了時空力場。導致一些像地球一樣行星受到了太陽引力場的約束。

愛因斯坦在相對論中提到的引力場論,已經被NASA所發射的引力場探測衛星證實,進而引力場論已經代替了牛頓所發現的萬有引力。成為當今科學界中,用來解釋天體很實用的一種理論。
但是我們所說的弦理論就沒有那麼樂觀了,弦理論中說明粒子不是一個實體的粒子,而是因為所謂的能量弦振動而產生。現在雖然弦理論講訴的內容很合理,很有依據。但是現在還無法證實弦理論的存在,並且弦理論還沒有應用到實際應用中。所以弦理論在科學界比起相對論與量子力學,也就相應的缺少一些可信度了。


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時間史


物理學就是人類對周圍世界乃至於宇宙本身的規律進行總結的一門學科,早期物理學都是靠人類肉眼加上日常日常生活經驗歸納總結出來的,這種方法下能產生牛頓力學就已經是極限了。

因為隨著科學的發展,人類發現物理學很多定律是無法靠肉眼和推理加上一點小實驗就得到的,物理學對大部分人來說就變得晦澀難懂甚至“反直覺”了。


牛頓力學是人類最後一個用直覺加思考就能得出的結果,每個人都能真真切切的感受到裡的相互作用,所以每個人都能理解牛頓力學並且在生活中應用它,可是人類對於“光速”“原
子”“宇宙”等等一些詞彙,是沒有辦法在日常生活中感知到的,一個人沒有辦法感受到光速飛行是什麼結果,也沒法感受到微觀世界。


物理學的發展已經不是人類直覺所能感知的了,比如微觀世界就只能通過實驗來了解,直覺在微觀領域一點用都沒有,量子論誕生直到現在還是被有些人不相信,他們無法想象為什麼光子電子一樣的微觀粒子可以同時具備兩個狀態,而且人的觀察還會引起量子坍塌,所以量子力學一直被很多人懷疑,必竟它太“反直覺”了。

相對論裡關於時間的論述也被很多人質疑,因為在相對論裡不同速度下的人世間也是不同的,舉個例子:如果一個人天天坐飛機那麼他的時間就會比地面上的人慢,如果這個人坐的是光速飛船,那麼他飛一天地球上就要過好多年。


量子力學雖然反直覺,但它已經被證明是正確的了,畢竟實驗結果就在哪,你不能忽略它,而且量子論為後來的半導體技術打下了基礎,這才有了後來的芯片技術和現在的互聯網。

相對論的時間膨脹效應雖然看起來像神話故事,但是現在的衛星定位系統都是應用到相對論的成果,因為衛星在宇宙中的速度很快,所以衛星上的時間要比地球上慢一丟丟,所以需要用相對論來矯正它,不然衛星定位系統就沒辦法工作了。


宇宙探索未解之迷


實際上科學就是與自覺作對的,有太多的物理學知識與直覺違背。就拿地球是一個球說吧,人們至文明誕生花了數千年才認識到這一事實。但至今仍然有人不相信這一點,美國還有一個地平協會,就是一群不相信地球是一個球的人組成的,他們認為說地球是個球的是一個陰謀。


圖:地平說協會畫的地圖

這樣的科學事實有很多:

相對論告訴我們,高速運動中的、處於大引力場中的觀察者的時間會變慢。高速運動中的物體的質量會變大,越接近光速質量就越大,達到光速就會變成無窮大,這使得物體無法被加速到光速。

在量子力學裡,量子的位置和動量是無法同時被精確測量的,這就是測不準原理。由於這個原理,絕對零度是無法達到的。因為絕對零度代表了量子的動量為零,它的位置和動量就確定了,這就違背了測不準原理。

黑洞不是物質,它是一個特殊的時空。

圖:星雲



組成我們的物質除氫和氦以外的元素都來自恆星的核聚變,所以,大家都是真正的“來自星星的你”。

就說這些吧


講科學堂


沒學過壓縮氣體的人,無法真正理解流星的燃燒。

不瞭解電場性質,就不能理解金屬會阻礙附近磁體的運動。

沒有萬有引力常識,就無法想象黑洞的形成。

不懂慣性,就不懂信風。

對生命在於運動一知半解的人,比較贊同坐月子的行為。

沙可以滅火。

不懂分子間作用力就不懂虹吸。

白光不是一種光。

光柱不能旋轉和平移,一旦旋轉或平移,就不是原來的光柱了。

旋轉的物體會變得輕而易“舉”。

考個物理常識,如何讓燃燒的菸頭或香頭產生的煙柱垂直向下走?


民科尖兵


牛頓經典力學能夠很好地符合我們日常生活的直觀感覺,因為經典力學就是從我們常見的生活規律中總結提煉出來的。但是現代物理學的兩大支柱相對論和量子力學就並非如此了,它們都源於一些違反常規的實驗中得出來的,因此由這兩個理論推導得出來的定律或者預言的現象,都是反常理、反常識的,很多人都有點不能理解,需要一定的物理學根基才行。



現在相對論推廣的比較好,很多具有一定學識的人雖然不知道為什麼時空會彎曲,為什麼速度高、引力大時間會變慢,但是他們已經慢慢接受這些個結論。倘若你給一個沒有上過高中的人講這些,估計這些人會覺得你在亂說,時間怎麼會變慢呢?這完全是神話故事裡才有的橋段嘛。



相比於相對論的普及,量子力學似乎就成了精英們的專利了。很多人對於量子力學完全不知,只是知道量子力學很神奇。於是什麼“量子水”、“量子藥”等各種產品就開始打著量子的旗號掛羊頭賣狗肉了,唬的大眾是一愣一愣的。說到底還是量子力學太過於詭異,很多結論沒有很深的物理學基礎完全沒法理解。



比如最簡單的波粒二象性,一般人如何能夠理解一個基本粒子即使波又是粒子的事實呢?還有量子漲落,真空中可以憑空出現正反虛粒子對,這也讓人難以理解。更詭異的是測不準原理,不論我們測量技術多麼地先進,我們就是無法得到一個粒子所有精確的量子信息。量子的運動似乎是“一跳一跳”的,飄忽不定,像上帝在擲骰子決定粒子如何運動一樣。到目前為止,即便有些人具有一定的物理學知識,對於量子糾纏還是理解不了。兩個粒子如何保持的這種超距聯繫呢?這讓即便是物理學泰斗的愛因斯坦都疑惑不已。



所以,現在很多關於量子的東西,我們都是迫於實驗捏著鼻子而相信,真實的內心知覺往往還有些不信。


科學探秘頻道


小行星撞擊地球,光速流動的物質轉化為能量——金屬態氫離子,金屬態氫離子在聚合形成新元素(岩石和礦物)的同時,產生電磁波,形成爆炸——熱核反應;隨衝擊波光速流動的新元素第二次產生金屬態氫離子,再次形成熱核反應——爆炸,於是就出現了熱核反應所特有的“雙閃”現象。

發電機裡高速旋轉的導體裡產生的“金屬態氫離子”切割磁力線,產生新物質的同時,形成連續不斷的電磁波——電流。

蓄電池裡放電時,光速流動的“金屬態氫離子”產生變化的磁場,形成電流。

宇宙射線或導線裡光速流動的金屬態氫離子在磁場裡釋放電子——能量——光子。(磁力矩相互切割產生電子)








金童希瑞


應該是金屬體內部電壓為零吧。有一次和一美女乘纜車,正趕上打雷閃電。我和她說現在纜車裡是最不用怕觸電的。她不信。我從原理和她解釋了半天,最後說如果出去郊遊下雨沒地方去,千萬不能躲在樹下,最好是呆在車裡。嘿嘿


趙曾2


時空是彎曲的? 地球圍繞太陽轉動是因為太陽坍塌了空間。

空間不是連續的? 我們所處的世界是一段一段的。

無窮遠的兩個量子居然還有聯繫? 動了一個,另一個也跟著改變狀態,他們之間靠什麼聯繫的。

世界的本質是有序變成無序即沒有外界干擾熵是增加的? 有序的石頭無人干擾時會變成無序的塵土,社會沒有約束會越來越無序。

宇宙存在邊界? 世界在膨脹?


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