人類科學(xué)發(fā)展到21世紀(jì)，已經(jīng)能較為清晰地認(rèn)識(shí)宏觀和微觀世界了。

宏觀世界的物理現(xiàn)象可以用經(jīng)典力學(xué)和相對(duì)論解釋，微觀世界則依靠量子力學(xué)和狹義相對(duì)論。

然后這些理論的出現(xiàn)距離我們已經(jīng)超過(guò)100年了，人類至今仍在用量子力學(xué)制造電子設(shè)備，用相對(duì)論校正導(dǎo)航的時(shí)間差。

而在微觀世界，人類的認(rèn)知已經(jīng)出現(xiàn)了疲勞，高能物理的盛宴已過(guò)，標(biāo)準(zhǔn)模型又出現(xiàn)重大危機(jī)。所以進(jìn)一步了解微觀世界，則是下一次科學(xué)突破的窗口。

在化學(xué)上，我們常說(shuō)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，微觀世界有什么樣的結(jié)構(gòu)，在宏觀世界上必然就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的性質(zhì)。比如不同的元素會(huì)呈現(xiàn)出不同的性質(zhì)，氫元素的原子結(jié)構(gòu)決定了氫氣的可燃性。

鈾元素的原子結(jié)構(gòu)決定了鈾濃縮具有強(qiáng)烈的輻射性。

由于人類常常受到“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”等固有觀念的束縛，導(dǎo)致我們?cè)谡J(rèn)識(shí)微觀世界時(shí)出現(xiàn)認(rèn)知障礙。

我們常常認(rèn)為微觀世界的性質(zhì)應(yīng)該是和宏觀世界相吻合的，但事與愿違！

一旦物質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)到在原子級(jí)別之下，這一領(lǐng)域的性質(zhì)就和宏觀世界截然不同，甚至無(wú)法理解。

在宏觀世界，一切都是確定的，是嚴(yán)格遵守因果關(guān)系的，有確定的輸入，必然有相應(yīng)的結(jié)果。

而微觀世界的一切都是模糊的，甚至違背因果關(guān)系。

比如我們對(duì)電子的觀察，會(huì)發(fā)現(xiàn)它的位置可以同時(shí)處于不同的位置，它既呈現(xiàn)出波動(dòng)性，又呈現(xiàn)出粒子性，甚至測(cè)量行為會(huì)改變電子的狀態(tài)。

所以我們無(wú)法用宏觀世界的任何觀念量化微觀粒子的行為。微觀粒子永遠(yuǎn)都是模糊不清的，似是似非的。幸好，人類還有概率統(tǒng)計(jì)的武器，不然真的無(wú)法描述微觀粒子的行為了。

由于人類一開始研究微觀世界用的就是概率統(tǒng)計(jì)，這就導(dǎo)致我們永遠(yuǎn)無(wú)法精確地了解微觀粒子的規(guī)律，或許微觀世界本該如此。

這就導(dǎo)致了一個(gè)十分嚴(yán)重的后果，人類可能永遠(yuǎn)都無(wú)法徹底操縱任何一個(gè)微觀粒子。

所以人類永遠(yuǎn)都無(wú)法發(fā)明出萬(wàn)物生成器。

什么是萬(wàn)物生成器？

我們吃的食物，開的汽車，用的牙膏，包括人體本身都是由物質(zhì)構(gòu)成，之所以物質(zhì)種類截然不同，其本質(zhì)就是組成這些物質(zhì)的原子排列組合的形式不同。

每一種植物都是單一的物質(zhì)生成器，蘋果樹在土壤中吸收了鈣磷鉀等元素只能結(jié)出蘋果，梨樹吸收一樣的元素但是只能結(jié)出梨。

因?yàn)橹参镏皇峭ㄟ^(guò)固定的DNA從次分子級(jí)別重新編碼物質(zhì)。所以它們注定只能創(chuàng)造單一的物質(zhì)。

假設(shè)我們能從原子級(jí)別重新構(gòu)造物質(zhì)。掃描一顆蘋果的所有原子排列組合的信息，然后從土壤中提取所需的原子種類，通過(guò)物質(zhì)生成器，就可以批量無(wú)限次生成蘋果。

如果發(fā)明一種萬(wàn)物生成器，我們可以掃描任何物質(zhì)的原子排列信息，然后通過(guò)這些信息重新構(gòu)造物質(zhì)。那豈不成可以瞬間達(dá)到高等文明。

如果物質(zhì)決定意識(shí)是正確的，那通過(guò)萬(wàn)物生成器，人類將可以永生。

如果我在30歲的某一天某一刻掃描我體內(nèi)的所有原子排列組合的信息，將其永久保存。那么等我死去的時(shí)候，后人可以通過(guò)這些信息重新指導(dǎo)原子排列組合，這樣我就可以還原30歲那一刻的我。這個(gè)“我”不僅是肉體上的還原，也是意識(shí)上的還原，包括情感，價(jià)值觀，性格等所有精神上的還原。

但是新組合成的我，其意識(shí)會(huì)停留在30歲時(shí)掃描自身原子信息的那一刻。

事實(shí)上，這里有個(gè)理論漏洞，即便物質(zhì)決定意識(shí)是成立的，但是這個(gè)物質(zhì)到底是原子級(jí)別的重組才能還原意識(shí)，還是夸克級(jí)別的重組才能還原意識(shí)，甚至是比夸克更小級(jí)別的重組呢？

按照目前的神經(jīng)科學(xué)的知識(shí)，姑且認(rèn)為原子級(jí)別的重組就足以還原意識(shí)。

除了人體，汽車，芯片，食物，房子，所有人類需要的物質(zhì)享受，都可以從原子級(jí)別重新構(gòu)造起來(lái)。雖然這樣做十分難，因?yàn)樵又亟M要涉及到核聚變和裂變的過(guò)程，所需的能量是十分巨大的，但這些起碼在理論上是可行的。

但這只是美好的想象。因?yàn)槲仪懊嬉呀?jīng)提到，人類對(duì)微觀世界的認(rèn)知是模糊的，我們無(wú)法徹底操縱單個(gè)微觀粒子，最直觀的表現(xiàn)就是不確定性原理。

在量子力學(xué)中，我們不能同時(shí)精確測(cè)量出一個(gè)粒子的位置信息和動(dòng)量信息（動(dòng)量信息是質(zhì)量和速度信息的結(jié)合）。

可是我們要想從原子級(jí)別重構(gòu)物質(zhì)，必然要求我們一定要學(xué)會(huì)操控粒子。要想操控粒子，必然要同時(shí)精確掌握粒子的位置，質(zhì)量和速度等信息。

所以，由于不確定性原理的存在，人類可能永遠(yuǎn)無(wú)法操縱粒子，那么人類就永遠(yuǎn)無(wú)法發(fā)明出萬(wàn)物生成器。那么人類的科學(xué)技術(shù)就存在天花板。

不確定性原理對(duì)人類科技的限制不僅于此，甚至還阻礙了人類對(duì)超微觀世界的認(rèn)知。

看過(guò)我之前有關(guān)普朗克單位推導(dǎo)的讀者可能會(huì)明白，所有的普朗克單位，包括普朗克長(zhǎng)度，普朗克質(zhì)量，普朗克時(shí)間以及普朗克溫度的推導(dǎo)都和不確定性原理有關(guān)。

在人類的理性認(rèn)識(shí)中，空間可以不斷細(xì)分，但是在物理事實(shí)上，空間存在最小極限，那就是普朗克長(zhǎng)度，普朗克長(zhǎng)度以下的世界不會(huì)對(duì)宏觀世界造成任何實(shí)質(zhì)作用。

但是這并不代表普朗克長(zhǎng)度以下的世界并不存在，那里只是人類無(wú)法認(rèn)知的領(lǐng)域。

弦理論的聰明之處就在于：既然普朗克長(zhǎng)度是現(xiàn)實(shí)世界的最小尺度，那干脆在普朗克長(zhǎng)度附近直接設(shè)定一種最小的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，由這一物質(zhì)結(jié)構(gòu)的演變才生成所有粒子，粒子再構(gòu)成萬(wàn)物。
這一結(jié)構(gòu)的尺度約等于普朗克長(zhǎng)度，這就是弦，尺度約為1.6x10 ^-35米。

但是弦理論也只是人類的一廂情愿，甚至沒有任何證據(jù)佐證，如今完全淪為數(shù)學(xué)上的伎倆。現(xiàn)在越來(lái)越多的物理學(xué)家已經(jīng)放棄弦理論！
由于不確定性原理的存在，人類在認(rèn)知上不能突破普朗克單位，在科技上無(wú)法制造出萬(wàn)物生成器。這也是人類科學(xué)發(fā)展的兩大禁區(qū)了吧！