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达尔文主义这个词已经成为马尔萨斯“适者生存”概念所暗示的所有机制的一个提示 - 一个系统中最强大的成员能够生存下去并将其遗传传递给后代的概念。但自然选择不一定限于达尔文的雀。当将这个想法应用于物理学时,我们得到量子达尔文主义,即生物学的控制定律适用于粒子的理论。
这需要很多,所以让我们从头开始。
包含牛顿运动定律,电动力学,热力学和广义相对论的经典物理学从量子世界中浮现出来,但宇宙的两种理解并不完美地融合在一起。在经典物理学中,世界以某种优雅的方式运动和运作。另一方面,在量子物理学中,原子尺度上存在混乱。科学家们无法真正预测会发生什么 - 我们所拥有的只是概率 可以 发生。
2003年,一位名叫Wojciech Zurek的理论物理学家和他的一些同事提出量子达尔文主义将这两个系统联系起来。正如您可能已经知道的那样,在量子力学中,对系统进行测量往往会直接影响该系统。这种测量问题的产生是因为不同的量子态彼此叠加,产生了矛盾条件下粒子存在的矛盾情况 同时.
当然,我们只看到 一 事件确实发生了。当我们从经典镜头中观察这些事件时,系统只产生一个结果。
量子达尔文主义解释了叠加状态是根据经典状态下最优选和可预测的内容进行“选择”的。达尔文主义基于经典系统的压力从量子系统中选择可能性。
Zurek在2009年的一篇论文中概述了整个事情,但是有一些支持量子达尔文主义的实际证据。 2010年的一项研究拍摄了量子点上瘢痕结构的图像,发现周期性瘢痕后代状态的存在演变成更强大的状态。这种向稳定存在的原子演化是你在量子达尔文主义下所预测的。
然而,量子达尔文主义的更大一点不仅仅是它可能是帮助弥合由鸿沟决定的两个物理学派的关键。它还支持达尔文主义 - 适者生存 - 对宇宙中所有其他自然过程具有普遍性的观点。它并不能简单地解释为什么一些生命会进化并且其他生命消失 - 这也解释了为什么有些粒子和物理过程会发生以及为什么其他人不会。量子力学通常被认为是一个看似随机的过程,但事实证明,我们看不到的原子世界非常像我们每天所经历的生态世界。
我们距离能够将量子达尔文主义的“理论”重新标记为“法律”还有很长的路要走。但是,如果你在接下来的几十年里开始越来越多地听到这个问题,不要感到惊讶。更大,更强大的物理仪器将使我们能够观察到我们梦寐以求的事物 - 包括足够强大的幸运粒子进化。