什么是所有自然现象的基础?物理学。从亚原子相互作用到大爆炸,物理学是一种基本科学,它使我们能够建立对世界的理性观点,并发现看似不同的现象之间的联系。今天,物理研究继续扩大量子计算机,太空探索和医疗应用等领域的技术可能性的局限性。
所有自然现象的根源是什么?物理学。从亚原子相互作用到宇宙大爆炸,物理学是一门基础科学,它使我们能够构建理性的世界观,发现看似不同的现象之间的联系。如今,物理学研究继续拓展量子计算机、太空探索和医学应用等领域技术可能性的极限。
量子物理和力学基础:量子理论是现代物理学的理论基础,它解释了原子和亚原子层面上物质和能量的性质和行为。物质和能量在该层面上的性质和行为有时被称为量子物理和量子力学。量子物理解释了原子和亚原子粒子以及最小的能量包(如光子)的工作原理。量子力学有助于解释原子尺度上发生的事情。量子力学的一些关键特性促成了技术突破。1) 叠加 - 亚原子粒子可以存在于两种状态之一或同时存在于两种状态中。2) 纠缠 - 分离的亚原子粒子瞬间相互响应的能力。3) 不确定性 - 我们无法在任何时间点知道量子粒子的精确位置和状态。量子技术研究指导了激光、磁共振成像 (MRI)、超导磁体、发光二极管、晶体管和半导体/微处理器以及电子显微镜等技术的发展。量子力学还为计算、精确测量、密码学和不可破解通信等关键领域的巨大飞跃创造了潜力。量子信息科学 (QIS):量子信息科学是信息理论和量子物理学的结合,旨在开发新的、强大的信息处理方式。量子信息科学有许多可能的应用,其中一些已经投入使用或处于早期/中期测试阶段——例如卫星通信和高灵敏度传感器。其他一些应用有可能在未来 5-10 年内成熟。一些潜在的应用包括量子传感器,它可以发现新的地下石油和矿藏,或探测传统设备不够灵敏而无法辨别的核爆炸地震信号。新的便携式量子导航设备已经在接受严格测试,即使 GPS 网络被干扰或中断,它也能使士兵和武器平台找到方向。 QIS 还可以帮助开发量子和传统加密方法都无法破解的通信系统。中国已经在两座城市之间运营了一个安全的量子通信网络,并展示了其运行情况。1 量子计算:75 多年来,计算机的基本架构基本保持不变。先进材料和计算机科学的研究继续推动着经典计算速度和能力的极限。然而,一段时间以来,经典计算的物理极限已经显而易见。量子计算目前正处于上市前阶段,但它的成熟有望在计算速度和性能上实现超越传统计算的非凡提升,在某些方面
量子理论在物理学中仍属新领域,新发现不断涌现。该理论认为原子和亚原子宇宙由量子(单个粒子)组成。量子理论与传统的连续介质物理学共存,后者假设渐进的差异以二分法的方式进行解释,类似于心理学中的诊断。量子化宇宙的结果对于理解生命、确定亚原子层面上生物体内发生的事情以及这如何影响意识和行为具有启示意义。关于量子方面与意识之间关系的确凿证据已经出现。然而,目前将量子物理学的理论见解推广到现实世界的行为(特别是心理科学)的理论仍然是推测性的和有争议的。我认为心理学家需要具备量子力学的基本知识,并熟悉量子术语及其含义。越来越多的意识理论描述了量子对思维和行为的可能影响,这表明它在精神病理学中发挥了作用。任何提议的“量子治疗”在临床使用之前都需要进一步的严格评估。
摘要 本文讨论了用信息和意识来描述宇宙或自然的优势。理论物理学家在寻求万物理论的过程中遇到的一些问题源于试图仅用物质和能量来理解万物的局限性。然而,如果用信息和意识来描述一切,包括物质、能量、生命和心理过程,那么在寻找宇宙的终极理论方面就会取得很大进展。尽管物理学和化学在过去两个世纪里取得了辉煌的成功,但重要的是不能只用物质和能量来看待自然。要解开她的秘密,还需要两个额外的组成部分。虽然有大量的著作描述了物质和能量之间的联系及其物理基础,但很少有人研究物质、能量、信息和意识之间的特殊关系。关键词意识、数字物理、电子、能量、信息、物质、粒子、关系、弦理论、万物理论。 1. 引言 绝大多数物理学家认为宇宙是由物质构成的,物质又由原子构成,原子由电子、质子和中子等粒子构成,质子和中子由夸克构成。简而言之,我们从物理学和化学中得知,一切都是由物质构成的。显然,大多数科学家认为亚原子粒子是我们宇宙的基础。此外,弦理论告诉我们,亚原子粒子不是标准模型所假设的点状物体,而是微小的弦。这些弦以不同的频率振动,每种不同的振动都会产生不同的粒子。弦理论是万物理论 (ToE) 最有希望的候选理论之一。它提出亚原子粒子是微小的弦,在我们看来它们就像点一样。尽管如此,尽管有这样的理解,仍有相当多的研究人员,包括 Seth Lloyd [1]、Stephen Wolfram [2]、Carlos Gershenson [3] 和 Michael Egnor [4],提出信息是宇宙最基本的组成部分。宇宙由比特组成的观点正在科学界逐渐形成。比特是二进制数字的首字母缩写,是计算机中最小的数据单位。一个比特只有一个二进制值:零或一;或者说是信息的量子比特。量子比特代表量子比特。在量子计算中,这是量子信息的基本单位,是经典二进制比特的量子版本,物理上是用双态设备实现的,正如 Andrei Khrennikov [5] 正确指出的那样。在
中微子是一种亚原子粒子,是粒子王国中最难捉摸的粒子之一。费米实验室是美国研究中微子的顶级实验室,并主持深层地下中微子实验,这是一项旨在揭开这些粒子之谜的国际旗舰实验,汇集了来自 30 多个国家的科学家。在费米实验室,研究人员正在使用人工智能并开发最先进的方法来检测和研究自然界最神秘的粒子,包括加快实验工作流程和增强事件重建。
当我还是个孩子的时候,我就对那些探索金字塔或进入神秘的亚原子粒子世界的科学家很着迷。很自然地,我的学习就转向了科学和研究领域。当我面临是否要转到舞台的另一边并开始撰写论文的问题时,与我未来的导师 Fabien Perdu 和 Yves Bréchet 的会面很快打消了我所有的疑虑。法比安、伊夫,我由衷感谢你们给我机会研究这个令我着迷的主题。我也感谢你们给予我的信任和自主权。我感谢从您那里学到的一切。你们是真正的导师。
物理学导论 -物理学的定义 -物理学的应用(汽车、航天、航空、电子、通信、医学、战争等) -物理学的职业前景 -基本量和派生量及其单位。 物理学的定义:物理学是科学的一个分支,旨在理解和解释支配宇宙行为的基本原理。它是对物质、能量及其相互作用的研究。物理学探索支配物理世界的定律和力量,从最小的亚原子粒子到广阔的宇宙。它旨在通过观察、实验和数学建模提供对自然世界的全面理解。