宇宙的神秘在人类的探索下，可谓是越来越难以理解了。原本人类为了更好地了解这个世界，认识我们存在的宇宙。却总是在进一步探索的时候发现更多宇宙的奥秘。

广阔的宇宙

从人类开始探索宇宙至今，其中有五个宇宙之谜，人类一直无法破解。每一个都让科学家们绞尽脑汁也无法得到答案，而其中最后一个宇宙之谜，甚至让不少人在细想之后都可能会害怕！

究竟是哪五个宇宙之谜呢？我们一起来探索一番。

诡异的量子力学

量子力学有多诡异，相信现在有很多人听到量子力学时都是一脸懵逼。因为就算是科学家也没有真正认识到量子力学。就拿量子力学大师费曼的话来说，量子力学就是造物主的终极秘密，没有人懂量子力学。

如果你要在这里说你懂量子力学，那肯定不是真的。如果你在听了关于量子力学的讲解后，觉得很混乱，那你可能也就打开了，了解量子力学的大门。

如果说宏观世界是1 1=2，那在量子世界就是2=1 1。

量子力学的奥秘

关于光是什么

量子力学的源头实际上是科学家在研究“光”是什么时，而慢慢被引发出来的一个关于粒子运动规律的理论。

当时关于“光是粒子”还是“光是波”，两派科学家进行了激烈的争论。主张光是粒子的主要有牛顿、爱因斯坦等，而主张光由波组成的则有赫兹、麦克斯韦等。后来在争论不休的情况下，科学家们齐聚一堂决定用实验来证明自己的观点。

双缝干涉实验

于是科学家就进行了一 个双缝干涉实验，来验证光到底是什么。 这个实验就是利用一个发射光子的机枪，对着两道缝隙进行扫射，然后观察光子穿过缝隙后在墙面上留下的痕迹。

如果在墙面上显示的是两道杠，那么说明光由粒子组成。如果在墙面上显示的是一条条斑马纹，那么说明光由波组成。结果在第一次实验中，科学家们看到的是斑马纹，这就说明光是由波组成。

但是粒派科学家显然不同意这个说法，提出光子应该是一颗颗发射出去，实验应该重新来一遍，于是就有了第二次实验。结果这次实验结果仍然显示的是斑马纹。原本波派的科学家应该很高兴得到这个结论，但事实上这又产生了新的问题。

因为当光穿过缝隙时，应该只会通过其中一个，也就是说一个光子应该不能形成干涉，难道是光在穿过缝隙前分裂成了两个吗？

“神奇的光束”

结果科学家们又开始了第三次实验，这次分别在左右两边的缝隙装上了摄像机，结果发现，在摄像机中，光确实是只通过了一个缝隙。

这时候科学家们发现，如果从摄像机中看，那么墙面就会形成两道杠，也就是说，光由粒子组成。如果不用摄像机看，那么墙面就会显示条纹，也就是光由波组成。

于 是科学家们将这个现象称为量子擦除。 也就是说，当你得知量子路径时，它就不会产生干涉条纹，当你不知道量子路径时，它就会产生干涉条纹。

爱因斯坦认为，或许存在一个隐藏的变量，只是我们还没有发现它。但到底这个变量是否存在我们也不得而知。

在双缝实验里，光子被探测到的相对频率曲线图

人类对量子力学苦苦追寻了百年，都没有探索出能令人说服的解释，但科学家们仍然没有放弃，他们依然在量子世界中不断追寻可能的答案。

找不到的引力子

万有引力定律早已被大家熟知，牛顿在300多年前就发现了这一定律。根据这个定律科学家们成功地解释了行星的运动、潮汐的形成以及月球的运动等等。如今我们在探索宇宙时，需要计算的人造卫星、宇宙飞船等航天器的轨道，仍旧离不开万有引力定律。

潮汐的形成

我们根据这个定律本身，可以知道不论两个物体相距多远，它们之间都会产生万有引力。当我们探索两个物质之间传导的速度时，发现竟然比光还要快。那么这种力究竟是由什么传递的呢？

科学家对此做出了很多假设和猜测。量子理论在很多方面都可以用来解释其他现象，比如电磁学就可以用光子的量化来解释，这里用到的就是量子电动力学。而宇宙中的其他作用力，比如弱核力和强核力都可以用量子理论来解释。

电磁学

那么重力呢？是不是也存在着一种引力理论，可以将其发展为量子引力理论呢？1913年，爱因斯坦就针对这个问题提出了万有引力场论。

他认为在所有的物体周围都存在一个引力场，这个引力场存在于一个弯曲的时空中，并且通过引力波传播，而引力波则通过引力子使两个物体相互吸引。

引力波

那么是否存在这个引力子呢？科学家们一直在宇宙中寻找着它的存在。在1974年-1978年底，科学家们利用天文望远镜对距离地球15000光年的射电脉冲双星观测，期间证实了引力子的存在。

尽管已经捕捉到宇宙中传来的引力波“涟漪”，但科学家们仍然没有找到引力子的踪影。

如果某一天，真的观测到了引力子，那么也将开辟出一个新的局面。科学家们对引力子的运用尤其期待，如果可以将引力子运用到通讯上，说不定就有机会与真正的外星人取得联系。

物理极限：普朗克尺度

目前人类能够精准测量的最小尺度，便是普朗克尺度（1.616229×10^-35米和5.39116×10^-44秒）。

之所以会存在这个物理极限，也是因为量子力学。根据不确定性原理，长度越短，说明位置就越确定，而速度就越不确定。而时间越短，则表示能量越不确定。在能量越不确定，速度也越不确定的情况下，能量的平均值也就越高。

黑洞结构

而这个非常大的能量值局限在一个十分狭小的空间中，如此能量密度就会超过一个临界值，于是在这个极小的空间中就会形成一个超级小的黑洞。而这个黑洞的视界线大小就是普朗克尺度的大小。

因为这个黑洞实在太小，因此人类无法从中获取信息。而在一定程度上，这个黑洞就是可能存在的最小的黑洞，而再小于这个尺度的物体，我们也没有办法再进行探测和研究。

也就是说，我们对于宇宙的认知和对微观世界的认知都被量子力学锁死了。其实并不是说宇宙中不存在比普朗克尺度还小的东西，只是在量子力学和不确定性原理下，在我们可感知到的世界里，我们无法察觉到它们的存在。

而科学家们目前同样没有突破普朗克尺度，找到更小的物质存在。

浩瀚的宇宙

宇宙诞生之谜

宇宙的起源是一个极其复杂的问题，我们现存的宇宙是一个物质世界，每天都在不断地运动、变化和发展中。千百年来，科学家一直在探索宇宙的起源。宇宙是什么时候、又是通过什么方式形成的。

关于宇宙的诞生，科学家们已经有了很多相关的假说与猜想。直到今天，很多科学家都认为，我们的宇宙形成于137亿年前的一次大爆炸。在那个超越了时间和空间的地方，有一个密度极大的奇点，以超越光速的速度膨胀爆发，形成了宇宙万物。

宇宙大爆炸

在这个奇点中，包含了宇宙中所有的物质和能量，这个物质与能量不断聚集收缩，直至形成一个体积巨小、温度巨高、中密度巨大的奇点。而这个奇点在爆炸时又将所有的物质四散出去，接着宇宙便开始以超越光速的速度膨胀。

直到今天，宇宙经历了一百多亿年的反应，形成了现在的星系、恒星、行星以及生命。科学家将这些大爆炸产生的反应原理称为量子物理。

但是在这个奇点之前有其他宇宙存在吗？如果没有别的宇宙，那么这个奇点又是如何存在的呢？我们处在的宇宙似乎也在不断地膨胀，那么它也会在经历膨胀-坍缩-再膨胀-再坍缩…的无限循环过程中吗？

面对这些问题，科学家们似乎有些束手无策，直至今天，科学家们也没有确切的证据可以来证明宇宙就是这样诞生的。而未来人类也会带着这个问题一直探索下去。

细思恐极：意识的本质

意识从何而来，为什么同样由原子构成的无机物没有意识，而由原子构成的生物体就存在意识呢？物理学家玻尔曾说过，世界由人的意识决定。

在二十世纪时，科学家们几乎闭口不谈意识，因为他们认为，神学与科学相互对立，而意识普遍存在于神学中，因此意识也就与科学相对立。

原子

然而随着科学家的不断探索，却发现，意识或许是更为深奥的科学。我们在前文提到过了量子力学中有过一次双缝干涉实验，在第三次实验中，观测者的存在似乎影响了光子的路径。

当摄像头打开时，光子便以粒子的状态运动，当摄像头关闭时，光子又以波的状态运动。难道光子能够意识到是否被观测吗？而量子力学中还有一位著名的学者薛定谔，在没有人干涉的情况下，它的猫处于“又生又死”的状态。它最终的命运决定于开箱子的那一瞬间。

薛定谔的猫

在我们现存的世界中，我们知道人的意识处于最高级状态，而猫狗这类动物的意识又较之人类要弱，昆虫则相比猫狗更弱，最后便是最简单的生物形态。意识似乎随着生物的简繁而变化，如果意识存在于宇宙万物，那么像电子、粒子这些更为微小的物质是否也存在一定的意识？

对于意识的本质，科学家到现在也没有合适的解释能来解答。甚至有些科学家们认为，我们现存的世界还只仅限于物质层面，除此之外还存在一个更大宽广的量子世界。而人死后，释放出来的量子信息又回归到量子场中。

或许从某种意义上来讲，我们的意识是不朽的存在。宇宙中的未解之谜其实还有很多，而这五个宇宙之谜则是目前人类最为关注的问题。不管是量子力学还是意识本质的问题，未来还需要科学家竭尽全力继续探索。

来源：中国科技教育

【来源：科普萍乡】