量子力學與廣義相對論的矛盾是什麼
30期啦！
╰(￣￣)╭
前前後後回答了幾百個問題
感覺本科階段物理學的各個門類都涉及完了呢~
新來的各位同學如果有問題的話
往前翻翻前幾期
說不定你的問題已經解答過了哦！
1
Q
走鋼絲的人為什麼拿很長的桿，具體原理？
王勝華
A
拿很長的桿是為了保持平衡。物理上有兩個原因，一個是長桿的兩端因為重力會往下彎，這樣利用長桿本身的重量再加上下彎，可以把整體的重心壓得很低，甚至可以壓得比鋼絲還要低。重心變低之後平衡性自然就提高了。就像不倒翁。
第二個是長桿可以增加整體的轉動慣量。所謂轉動慣量就是一種轉動的「慣性」。我們都知道外力恆定的情況下，質量越大的物體就越難被加速。同樣的，力矩恆定的情況下，轉動慣量越大的物體就越難被轉起來。所以拿著長桿站在鋼絲上的演員就算什麼的不做，他也只會以一個很慢的速度往旁邊倒。實際情況下這麼緩慢的傾倒速度演員是完全可以從容地做出反應並調整的。
2
Q
風形成的原因是什麼？
Vincent
A
籠統地說，除開少數特殊情況（比如火山噴發或地震，海嘯）。地球上絕大多數的風產生的原因都是因為太陽光。太陽照射到地球表面，將地球表面加熱。然後地球表面再將地球表面的氣體加熱。氣體受熱膨脹。
但可惜太陽光對地表的加熱並不是均勻的。赤道比兩極更容易被加熱，大陸比海洋更容易被加熱。沙漠乾燥地區比植被茂密的濕潤地區更容易被加熱。於是地表上不同地點的地表溫度就不同，那這樣的話地表附近的大氣氣溫也就不同，熱脹冷縮，於是各個地方的大氣氣壓也就不同。既然氣壓不同，那大氣就要運動起來，從高氣壓區流向低氣壓區，這就形成了風。不光是地表，地表大氣受熱膨脹之後密度變小，要往上方運動，高空大氣遇冷收縮變重要往下方降落。這也是形成了風。
於是總結一下，什麼是風？風就是太陽光碟機動的熱對流（絕大多數情況）。
3
Q
真空有磁導率和介電常數，說明真空不空，那真空是什麼物質填充的呢？有沒有各種介質常數都為0的空間？如果有，是不是能說光速在此中速率是無窮大？
張金俊
A
千萬不要把電磁波想像成某種介質中傳播的彈性波。這個觀點早就被淘汰了。因為：第一，電磁波只有橫波沒有縱波，這是彈性波沒法解釋了。第二，電磁波傳播速度，也就是光速在所有參考系下保持不變。這也是彈性波沒有辦法解釋的。所有你這個問題從第一個逗號開始就錯了。
4
Q
我想問一個相對論的問題，假設我相對於你是接近光速勻速，那我相對於的時間變慢，可是你相對於我也是接近光速勻速，為什麼你相對於我的時間就變快了呢？雖然是兩個參考系但是兩個參考系都是非慣性參考系啊
孫力達
A
我相對於你的時間是變慢的，你相對於我的時間也是變慢的，而且這並沒有什麼矛盾。因為勻速運動的我們沒有辦法停下來比較時間。而時空中不同位置不同參考系的時間就是可以不一樣的。你之所以覺得有矛盾是因為你的腦中潛意識裡還是覺得有一個絕對的第三方的「標準時間」。而這玩意兒在相對論中並不存在。
5
Q
氣體、液體和固體的本質區別是什麼？讓一定數量的分子均勻分布在一定體積的容器里，怎麼判斷它是是氣體、液體還是固體呢？
阿諾
A
固體和氣體液體的本質區別是，固體長程有序，所謂長程有序就是指一個粒子的狀態跟它很遠的另一個粒子的狀態也是相關的。而氣體液體沒有長程有序。另一點，固體的對稱性沒有氣體液體多。氣體液體有幾乎任意角度的旋轉對稱性，而固體只有一些特定角度的旋轉對稱性。
至於氣體和液體的區別。我要說，氣體和液體在相變理論中沒有本質上的區別，它們可以連續過渡。在高溫高壓下你其實分不出來一團物質到底是氣體還是液體。它們只不過是在常溫常壓下有些差異而已。
6
Q
我想問一下，如何理解熱力學第二定律開爾文表述和克勞修斯表述中所說的其他影響呢？
物理呆～
A
克勞修斯表述：不可能把熱量從低溫物體傳遞到高溫物體而不產生其他影響。
開爾文表述：不可能從單一熱源吸收能量，使之完全變為有用功而不產生其他影響。
這個問題好，這裡的其它影響指的是某種不可逆過程。我們知道熱力學第二定律又叫熵增定律。指的是絕熱系統整體的熵隨著時間只能增加或不變，不能減少。克勞修斯和開爾文表述的兩個過程都是一個熵減少的過程，這樣的過程是被熱力學第二定律禁止的。但是微妙的地方在於，熱力學第二定律並沒有嚴格地禁止它們發生。如果我們以給環境增加更多熵為代價，讓某個局部的熵減少，這樣的過程是可以發生的。比如我們夏天開空調不就是個克勞修斯過程么？（把熱量從低溫的室內傳遞給高溫的室外。）這個過程為什麼可以發生呢？因為系統發生其他影響，這個其他影響具體來說就是空調把大量電能消耗成了廢熱。通過把電能消耗成廢熱這個不可逆過程，給環境製造了很多很多額外的熵，從而換得室內的熵適當減少。
總結，其他影響指的就是一個讓熵增加得更多的不可逆過程。這個不可逆過程增加的熵加上克勞修斯/開爾文過程減少的熵，發現系統的總熵還是增加的。
7
Q
量子力學和廣義相對論之間有什麼矛盾？
喀戎
A
引力無法納入到量子力學的框架中去，如果強行納入，則會出現大量無法消除的無窮大。使理論崩潰。這個問題目前沒有什麼好的解決辦法。
寫下您的問題，下周五同一時間哦~
識別下方二維碼快速提問
上期也精彩
※你是如何掉入物理這個「坑」的
※Haldane大叔的猜想 諾獎深度解析
※研究人員開發出全球最小晶體管
※愛科學的少年們，《正大綜藝·腦洞大開》要來了
TAG:中科院物理所 |
※再談相對論與量子力學不相容
※時空與物質、廣義相對論與量子力學的完美結合
※能統一相對論和量子力學的弦理論
※論《周易》與相對論和量子力學的關係
※量子力學是如何解決芝諾悖論的？
※宇宙學家設法尋找超越廣義相對論和量子力學的新理論
※量子力學是什麼 人生的意義在哪裡
※如果量子力學理論是對的，是否意味著人生真的是毫無意義？
※朱清時量子力學觀的基礎是量子力學的馮諾依曼解釋 精選
※量子力學詮釋綜論
※如何將廣義相對論量子化從而建立一個四維的量子時空
※既然觀測量子系統會影響結果，所以量子力學與意識相關嗎？
※量子力學中的「單相思」
※量子力學奇怪特性：無論外力如何 粒子總有後退趨勢
※量子世界觀和佛教世界觀是否相似？量子力學是否支持人類靈魂的存在？
※如今的量子力學正在研究啥
※量子糾纏是理解量子理論的障礙之一，如今還是要依靠愛因斯坦
※如果你對量子力學不感到困惑，說明你根本不理解量子力學
※費曼為量子電動力學奉獻了一種劃時代的方法，卻說「沒人懂量子力學」