有哪些看起來像是物理界缺陷的現象？
bug是IT專業術語，本意是“臭蟲”，現在用來指代計算機系統、遊戲中的安全缺陷。有一種很有意思的平行宇宙理論，認為我們的宇宙就是一個計算機系統，那麼這個系統有沒有bug呢？我們有沒有可能利用它們呢？我們來看看物理學的發現。
一、牛頓環
我們先從神秘的光說起，話說牛頓不僅用三稜鏡分解了日光，還在自己的著作中留下了一個“牛頓環”的現象。將一塊微凸的透鏡放在平坦表面的頂部，兩者僅在中心接觸。如果從頂部照射單色光，平坦表面上就會出現一系列同心、交替的明暗環；如果照射的是白光，那將會看到美麗的彩虹圓環。
如此簡單的裝置就可以看到這樣的異象，難道我們每天都很熟悉的光線裡也有bug嗎？牛頓是如何看待這個問題的呢？
有趣的是，最早記錄牛頓環現象的並不是牛頓，而是和他爭奪萬有引力發現權的仇敵胡克。針對光的本質這一問題，胡克也和牛頓站在了對立面上，胡克和惠更斯一起提出了波動說，而牛頓一直是微粒說的主力戰將，堅決抵制波動說。即使遇到牛頓環這種用波動說更容易解釋的現象，他仍然努力在原有體系內修正他的理論，當然最後留給他的只有失敗。
現在我們身邊也能發現這種牛頓環現象，比如我們在辦公室裡用掃描器掃描照片，如果沒有壓緊，就容易在電子照片上找到這樣的牛頓環，所以掃描器都會使用防牛頓環紋玻璃。
二、泊松亮斑
牛頓之後一百多年，波粒大戰烽煙再起，托馬斯楊於1807年發表了他著名的雙縫干涉實驗。1818年，法國科學院發起了一次擂臺賽，鼓勵眾位科學家前來參戰，討論光的本性。菲涅爾參與了這次比賽，他提交了他的改進版波動說理論。
當時，法國科學家泊松是評審委員會的成員之一，他是微粒說的擁躉，也是一個非常較真的人。他仔細的研究了菲涅耳的理論，試圖證明波動說是錯的。身為數學家的泊松一番計算，敏銳的發現，根據菲涅爾的理論，如果用一塊圓板阻擋來自點光源的光線，圓板身後陰影的正中心應該會出現一個亮點。他認為這顯然是荒謬的，大喜過望的他正準備進行最終宣判。另三位評委卻給出了讓他大跌眼鏡的實驗報告，用一個點光源照射一個2毫米厚的圓盤，圓盤的陰影正中果真出現了泊松“預言”的亮點，我們的宇宙真的有bug！
這時候，大家一致“恭維”泊松：“哎呀，你太厲害了，竟然預言瞭如此不可思議的現象，這個現象就用你的名字來命名吧，叫做泊松亮斑吧。”求解泊松大師此時心裡的陰影面積。
為什麼之前那麼多年，都沒有人注意到這個亮點呢？原因也很簡單，在這之前很難製造出很好的點光源。技術和理論的發展，就是這樣相輔相成的。
三、毛細現象
說完了光，我們再來說水。
這個現象我們都很熟悉，將一根細管插入水裡，管裡的水面竟然會自動上升。
能量守恆在哪裡？
難道，毛細現象是上帝的施捨？或者是宇宙系統的bug嗎？
你還別說，還真有人試圖利用毛細現象，製造出傳說中的永動機。1827年，英國發明家康格里夫爵士設計出一套裝置，用滑輪帶動一個斜面，從頂部到底部，貼附了一整圈的海綿，康格里夫相信，由於海綿的毛細作用，他的裝置會持續運作。
靠一塊海綿就可以產生無盡的動力，這種設計當然是異想天開了，康格里夫爵士的錯誤在哪裡呢？毛細現象究竟是什麼原理呢？
原來，水進入毛細管中，水和玻璃的介面增加，玻璃和空氣介面減小，前後的表面張力不同，釋放了一部分表面能，轉化成管中水的勢能。所以，水在毛細管中的上升，提升的勢能實際上來自表面能的變化。
總之啊，想透過一根吸管找出宇宙bug，我們的心還是大了一點。
四、水被帶電物體偏轉
其實，關於水，還有很多我們意想不到的類似bug的現象。
最簡單的一個，我們在家裡就可以做這樣的實驗，用個氣球或者橡膠棒在頭髮上摩擦一下，讓它們帶電。然後把你家的水龍頭調成涓涓細流，一定要細哦。
用帶電的氣球或者膠棒靠近這涓涓細流，就會發現水流竟然會被帶電物體吸引。
如果你之前沒見過這種現象，會不會被驚呆？
什麼情況？
我們喝的水竟然是帶電的？
水這種稀鬆平常的東西也存在bug？
之前對這個現象的傳統解釋是，水分子存在極性。但2000年，哈佛大學教授發表論文，表示帶電物體的靜電最多隻能讓極性水分子定向排列，非極性分子組成的物質也可能會被帶電物體偏轉，其實引起水流偏轉的是水中的雜質離子。
看來，我們習以為常的現象裡還有很多東西值得深挖。
五、瑞利-貝納德對流
水裡的bug還有很多，這個實驗看上去也很簡單，在兩個平行板之間放置水，水層的寬度要遠大於其厚度，先將底板和頂板的溫度設定為一樣，這層水就很快達到熱平衡。但這時給底板升溫，水就開始產生縱向的對流，這時候，我們竟然驚訝的發現，水中自動出現許多六角形的小格子。
這是怎麼回事？我們可什麼都沒幹啊？全自動啊！
這種現象被稱為“瑞利-貝納德對流”，它是對耗散結構理論最有力的證明。
熱力學第二定律告訴我們，一個體系總是變得更加混亂無序。但耗散結構理論指出，熱力學並非簡單粗暴的禁止有序結構的自發產生，在系統和外界有物質和能量交換的情況下，同時伴有系統的熵產生（耗散），可以產生更有序的結構，這種有序結構就是“自組織”。
比如我們吃下有序的食物，排出無序的便便。
六、B-Z反應
化學裡還有這種奇妙的反應——貝洛索夫-扎鮑廷斯基反應，也叫B-Z反應
這一現象的發現歸功於貝洛索夫。1951年，他指出，將溴酸鉀、硫酸鈰，丙二酸混合在一起的時候，鈰元素將在四價和三價離子之間振盪，導致溶液的顏色在黃色和無色溶液之間擺動。這是由於四價鈰離子被丙二酸還原為三價鈰離子，然後被溴酸鹽氧化還原為四價鈰離子。
在這之前，也有人發現過類似的振盪反應，但都因為違反熱力學第二定律而被認為是假的，或者是弄錯了。貝洛索夫本人當時也無法解釋這一現象。
後來，扎鮑廷斯基對這一現象進行了詳細的研究，一直到了1969年，B-Z反應終於為人所知。
現在，科學家們又加入了鐵蛋白作為指示劑，如果在有蓋培養皿中進行這些反應，就會首先形成彩色斑點，而後成長為一系列膨脹的同心圓環。你看到了什麼？是不是不斷有生命在湧現？
你要問這個神奇的反應除了炫酷還有什麼用？那你就看看這個，比如用它來做包裝紙……
七、姆彭巴效應
關於水，我們已經用了重力、電、加熱、化學反應去發現了各種bug，誰能想到，將水冷凍也會有bug呢？
這個bug還是由一個13歲的坦尚尼亞小孩發現的。
1963年，年僅十三歲的坦尚尼亞小學生姆彭巴在手工課上做冰激凌，他發現自己的動作慢了，於是將還未冷下來的熱牛奶放入了冰箱，最終竟然發現他的熱牛奶竟然更快結冰了。
當姆彭巴在一次物理講座上提出這個問題時，老師和同學都笑話他，認為這是無稽之談。但演講的奧斯本教授並沒有無視姆彭巴小朋友可笑的問題，回去重新做了實驗，確認了姆彭巴的發現。
在這之後，無數科學家試圖從蒸發、對流、霜凍、導熱、氫鍵、結晶甚至密度泛函理論等角度去研究這個問題。2012年，英國皇家化學學會還舉行了一場競賽，徵集論文，對姆彭巴效應進行解釋，竟然有超過22000人報名參加。
然而，到目前為止，還沒有一個被科學界普遍接受的理論能夠解釋這一現象。
你看，發現宇宙bug，小朋友也是可以的。
八、魯珀特之淚
水還能幫助製造出貌似有bug的製品。
將熔融的玻璃液滴滴入冷水中，水從外部向內迅速冷卻並固化玻璃，得到一顆貌似淚珠的製品。根據記錄，這個現象最早出現於17世紀的德國和荷蘭，就用萊茵河的魯珀特親王的名字命名，被稱為“魯珀特之淚”。
魯珀特之淚有著奇妙的物理特性：淚珠的頭部可以承受一噸多的壓力，而尾部則十分脆弱，只要稍微施加一些壓力，整顆淚珠就會在瞬間爆裂四濺、徹底粉碎。據高速攝影技術觀測，其裂紋的傳遞速度竟然高達1450米-1900米/秒。
九、超流體
1938年，蘇聯科學家卡皮查發現氦接近絕對零度的時候，粘度似乎消失了，科學家們把這種現象叫做“超流體”，這種無粘度的氦被叫做氦II。當繼續深入研究以後，發現這種“超流體”太神奇了！
比如，只要有一滴處於超流體狀態的液氦位於杯底，杯內的液氦就好像知道外面有它的同伴是的，會攀越過杯口，然後在杯身外面向下緩慢滑落，最後完全滴落在下面的液氦裡，直到杯子完全流空為止。
還有更神奇的氦刀噴泉，在液氦II中插入一根毛細管，用光照射液氦，會有如噴泉狀噴出。光越強噴得越高，可以高達數釐米。光能直接轉化成機械能。
這些現象簡直顛覆人類的常識，當科學家開展研究以後，發現這就是十幾年前提出的玻色愛因斯坦凝聚態，氣態、液態、固態、等離子態之外的第五種形態，所有的原子將表現的和一個原子的性質一樣，宏觀的物質將表現出量子效應。
然而很可惜，超流體並不能成為傳說中的永動機，它自動爬升容器壁，不過是透過普通的毛細作用來實現的。當系統達到平衡狀態時（所有的液氦都達到同一水平），運動就停止了。更何況，製造超低溫的超流體，能耗就不在少數，目前暫時還看不到大規模利用超流體的可能性。
十、高溫超導
超低溫世界的神奇還不僅於此，很多物質都會出現零電阻現象，這就是超導現象。這可是真正的讓電流無 “摩擦”的暢快通行了，隨著高溫超導現象的發現，超導體的臨界溫度不斷提升。去年，一種叫做氫化鑭的材料在超高壓下創造了高溫超導的世界紀錄，臨界溫度達到了250K，也就是零下23度左右。看起來，高溫超導的臨界溫度很快就將突破冰點，無損耗電力傳輸似乎就快夢想成真，這對人類文明的真是具有革命性的意義。
超導的應用遠遠不止於輸電，我們知道，磁場一般由電磁鐵提供，電流越大，由於電阻的在，電流熱效應帶來的發熱量也更大，電阻成為建造更強磁場的瓶頸。而超導材料幾乎不存在發熱的問題，比如在核聚變神器託卡馬克用的磁約束材料、線性加速器LHC裡的加速磁場，都能見到它們的身影。如果高溫超導真的實現，可控核聚變的難度也將降低一個等級！
十一、 卡西米爾效應
許多物理學家認為：“真空是全面理解自然的關鍵！”越來越多的證據表明，我們所謂的“真空”其實並不空，也存在一定的能量，即使在沒有物質的空間也依然存在，因此這種能量被稱為“真空能”。可以用量子力學裡“基態”的概念來解釋，我們的空間存在各種各樣的場，當這些場處於“基態”時，這就是真空。顯然，真空也有“基態”的能量，因此“真空能”也被稱為“零點能”。
最早，這種“零點能”只出現於理論，直到1948年，卡西米爾認為，如果“零點能”存在，將兩塊不帶電的金屬板靠到足夠近，兩塊板會產生吸引力。後來果然被實驗證實，1997年，科學家還仔細測定了卡西米爾力有多大，發現僅有理論值的5%。看來，“零點能”還有很多奧秘等待著我們。
正因為空間無處不在，在理論物理的最前沿，如超流體、超導、暗能量、宇宙暴脹等理論，都能找到“零點能”的影子。但科學家們更希望它能為我們所用，據稱，美國、中國、俄羅斯、德國和巴西的軍方都對其進行了研究。
也有很多物理學家希望卡西米爾效應可以給我們帶來取之不盡用之不竭的能源。
然而美國科羅拉多大學的加內特*莫德爾教授指出：這類裝置取決於假設卡西米爾力是一種非保守力，然而有足夠的證據表明卡西米爾效應是一個保守力。
什麼叫“保守力”呢？這就是說，“零點能”確實存在，但卡西米爾效應是“借”來的，用完還是要還給上帝的。就好比我們從樓梯上跳下來，確實可以給地板一個力，但如果想持續做功，就得重新爬上去。所以，在科學界，有關於利用“零點能”的想法都已經被歸為偽科學，“卡西米爾發動機”淪為了新時代的永動機。
十二、 時間晶體
2012年，諾獎獲得者威爾切克提出了一種時間晶體。我們熟知三維晶體在空間上有重複結構，但隨著時間的推移保持不變。而時間晶體相反，它在時間中重複自己，讓晶體從一個時刻到另一個時刻發生反覆變化。
在一段時間裡，主流科學界認為時間晶體不可能存在，但科學家還真的把它搞出來了。2016年10月，馬里蘭大學的克里斯托弗*門羅聲稱自己創造了世界上第一個時間晶體。他們首先用電磁場製造出一個離子阱，用脈衝鐳射轟擊鐿離子鏈，最終他們發現這個離子阱捕獲了10個鐿離子，它們進入一種穩定且重複的自旋翻轉模式。
2016年晚些時候，哈佛大學的米哈伊爾*盧金也號稱自己發明了時間晶體，他的團隊使用了透過的是向鑽石中密集充入氮氣的方式。
時間晶體概念剛剛提出的時候，就有人設想這是新一代“永動機”。但其實，時間晶體無法被分離出來，它是一個非平衡態的開放體系。因此它並不違反熱力學定律，整個系統的能量是守恆的。時間晶體不會自發地把熱能轉化為機械功，也無法作為能量的儲存方式。
十三、球形閃電
這是在科學和科幻之間遊走的東西。
有太多的觀測到球形閃電的記錄，也有不同的理論試圖去揭秘它的本質，比如等離子體、奈米電池、裡德堡物質、氣化矽等等……甚至劉慈欣還寫了一部神級科幻《球形閃電》，假設它是高一級宇宙的“宏電子”。
2012年，西北師範大學的研究人員在蘭州觀測到了球形閃電的光譜，顯示其中的主要元素組成是：矽，鐵和鈣，和土壤的化學成分類似。這是人類首次分析球閃的化學成分，也許在不久的將來，我們就將破解球閃的奧秘。
當然，科幻迷們可以繼續幻想，會不會有幾種不同機理的球形閃電？
總之，到目前為止，人類還沒有發現宇宙中有非常明顯的bug。當然，人類一直是夢想著能找到宇宙的bug，以期為我所用。
在這個過程中，人類對宇宙的認知又前進了一大步。想想吧，在古人面前，我們現代人隨便拿出一個東西不就是開掛嗎？
我們相信，在宇宙這場遊戲裡，人類*絲程式設計師一定能把找“bug”遊戲玩的更轉！
