本文受限于笔者本身就读的是工科,并非理科,并且学历有限,所获取的知识大多来源于伽拉缇大模型,所以在本文中可能存在大量未证实观点、错误信息,还请见谅,本文仅供笔者自己记录使用。

物理学部分

命运石之门中的物理学

在《命运石之门》中,有很多基础物理知识,如多世界理论、多宇宙理论、超弦理论、世界线收束理论、克尔黑洞、相对论。

克尔黑洞

在《命运石之门》中,lab以42寸布朗管作为飘升机,利用SERN的LHC(大型粒子对撞机)制造短暂的克尔黑洞,克尔黑洞(Kerr Black Hole)是一种由带电、旋转的黑洞构成的特殊状态。这种黑洞能够通过注入大量电子来改变其视界,从而实现时空置换。具体来说,当基本粒子对撞产生极微小的克尔黑洞时,楼下的42寸显像管电视起到“飘升机”(Lifter)的作用,提供大量电子。飘升机是一种能产生大量电子的设备,这些电子被注入到克尔黑洞中,使其视界消失,进而实现时空置换。这一过程需要精确控制,否则可能会导致重力过大或规范场问题未处理好,从而引发诸如“啫喱人”现象等意外情况。

需要注意的是,飘升机和克尔黑洞虽然是现实中确实存在的,但并未发现其能够用于时间旅行。

克尔黑洞不可创造:在目前的人类文明,LHC并无法制造出克尔黑洞,原因如下。
形成克尔黑洞所需要的能量远远超过了LHC的能量范围。
即使形成了微型的克尔黑洞,它也会因为霍金辐射而迅速蒸发

霍金辐射

在量子力学中,真空中充满了,不断出现和消失的虚粒子对。它们就像一对对从无到有,又从有到无的幽灵,通常情况下,这些虚粒子对,出现后会迅速湮灭,不留下任何痕迹,但在黑洞的事件视界附近,情况就有所不同了,由于黑洞的强大引力,虚粒子对中的一个粒子,有可能掉进黑洞,而另一个粒子,则有机会逃逸到无限远,逃逸的粒子,就形成了我们观测到的霍金辐射

霍金辐射的温度与黑洞的质量成反比,也就是说黑洞质量越小,辐射温度越高,蒸发得越快。

决定论

决定论具备许多物理学理论支持,例如牛顿力学、因果律、拉普拉斯妖,但以上理论支持均被量子力学所否定。

牛顿力学与量子力学的主要冲突:牛顿力学假设一个确定的因果关系,即事件的发生有明确的原因和结果。但在量子力学中,不确定性原理表明某些物理量(如位置和动量)不能同时被精确测量

因果律与量子力学的主要冲突:因果律的本质是一切事物都有原因,从宏观到微观均使用,但量子力学的测不准原理表明微观世界存在不确定性,它引入了概率和不确定性。其中一个例子便是量子纠缠,两粒子的状态瞬时关联,违背因果律的局域性,传统因果关系无法解释量子纠缠的超距作用

拉普拉斯妖与量子力学的主要冲突:量子力学的基本原理,如不确定性原理和波函数叠加原理,从根本上否定了这种完全确定性的观点。量子力学认为粒子的状态只能以概率的方式描述,无法同时精确测量其位置和速度。此外,量子纠缠现象也表明微观世界中的事件是相互关联且不可分割的,这进一步削弱了经典决定论的基础

量子生物学

光合作用:量子效应在光合作用中主要体现在电子激发和能量转移过程,光子被叶绿素吸收后产生激发态电子,这些电子通过量子隧穿效应高速传递,量子相干性也大大提升了光合作用效率,因此无法通过决定论预测生物动态

鸟类导航:德国化学家Klaus Schulten等人提出的模型指出,鸟类的磁感应机制可能与自由基对的纠缠态有关。当自由基成对产生时,它们的自旋状态被认为保持纠缠状态,互相关联。而磁场的出现会让原本处于简并的能级分裂,从而影响这些自由基对的行为。进一步的研究显示,候鸟体内的自由基对对微弱的地球磁场非常敏感,并且与量子力学中的自旋和磁矩有关。这一发现支持了鸟类利用量子罗盘进行导航的观鸟类在导航过程中确实利用了量子力学原理,特别是通过自由基对的纠缠态来感知地磁场的变化。这不仅增强了它们对环境刺激的敏感度,还使它们能够在长距离迁徙中准确无误地找到方向

量子隧穿

在经典物理中,足球不可能穿越墙壁。而在量子世界中,微观粒子就可以做到。专业点来讲,量子隧穿是微观粒子穿过经典禁区(经典禁区是粒子能量低于势垒的区域,在经典力学中粒子无法穿越)的现象,它源自于粒子的波动性和不确定性

量子纠缠

两个量子粒子即使相距很远,测量其中一个也会同时(瞬间、时间为0)影响另一个,违背了光速限制、传统因果关系和狭义相对论

因果悖论

根据狭义相对论,光速是宇宙中速度的极限,任何物质、信息都不能超过这个速度,信息超光速传播就有可能导致因果悖论,比如你可以收到来自未来的信息,打破了时间的单向性。在广义相对论中,引力场变化也以光速传播,保证了因果关系的一致性

信息悖论

黑洞是宇宙中引力非常强大的天体,任何物质包括光都无法逃脱它的引力,当物质落入黑洞时,它会被压缩到一个无限小的点,也就是奇点,这个过程会释放出巨大的能量,包括热辐射,这种辐射被称为霍金辐射。霍金辐射会带走黑洞的质量,最终导致黑洞蒸发,那么问题来了,落入黑洞的物质携带的信息去哪里了呢,是随着霍金辐射一起逃逸出来了吗,还是永远消失在了奇点中,这就是信息悖论。
量子力学认为信息是守恒的,不会凭空消失,但黑洞似乎违背了这个原则