相對論和量子力學有「衝突」,如何協調它們形成大統一理論?
科技
12-06
準確地說,不能用「衝突」兩字來對比相對論和量子力學,因為相對論和量子力學是應用於比不同領域內的基礎理論,同時也都是現代物理學的基礎理論!一個是宏觀領域,另一個是微觀領域!
但是,不管是微觀還是宏觀世界,都屬於我們真實的世界,而本身宏觀也是有微觀組成的,同時微觀與宏觀並沒有明確的分界線,所以原則上微觀與宏觀最終應該統一成一個理論!
這也是愛因斯坦等很多科學家追求的聖杯,大統一理論!
量子力學與相對論最大的區別在於這裡。相對論認為時空結構是連續的,一切事物都是可預見的,不管什麼事物,只要確定了它的初始狀態,根據物理定律和大自然法則推算,就可以知道事物之後的運動狀態!
我們做的任何運動都是如此,比如說打網球,理論上從擊球的力量,方向,空氣阻力等數值(當然還有更多其他因素)就可以算出網球的落點!
但是量子世界裡,即使你知道一個粒子的初始狀態,你也不知道它下一步會是怎麼樣的,因為量子世界裡一切都是不確定的,必須用概率來描述。而且微觀粒子(比如光子,電子等)都兼有波和粒子的性質!
而德布羅意等科學家指出,即使我們的宏觀物體也同時具有波和粒子的性質,提出「物質波」的概念,只是宏觀物體的波長太短了,以至於我們不可能觀察到波的特性,只能觀察到粒子特性!
所以,可以預見的是,科學家一定會完全統一量子力學和相對論,這一天不會很久!
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