怎样解释狭义相对论与量子力学的矛盾之处?

神马也有走神的时候

题主你好。狭义相对论和量子力学存在矛盾,这是肯定的。从以下两个方面可以清楚地看出:

  • 狭义相对论要求亚光速粒子不能超光速运动,而量子力学则认为量子涨落可以让粒子速度张落到任意数值。

  • 狭义相对论是一个时空协变理论,可以自洽的量子力学不服从狭义协变性,而服从狭义协变性的量子力学存在负能解这种反常解,从而是不自洽的理论。

狭义相对论和量子力学之间的冲突其实是说大不大、说小不小的。它没有广义相对论和量子力学之间的冲突那样严重,题主说的空间最小单位之类的东西,那是广义相对论和量子力学调和起来的东西,和狭义相对论没有关系!而且题主对时空收缩的理解也是错误的!时空收缩不是真实收缩,而是不同参考系观察者看到同一个运动物体的尺度不同,运动物体本身不收缩!所以即便时空存在最小单位,也不与狭义相对论矛盾。

狭义相对论和量子力学的矛盾在二十世纪二十年代就已经被很多物理学家提上了学术研究的议程表。很快,这个问题就基本解决了。其解决的方案是构造一个叫

量子场论的量子理论模型。量子场论可以完美消除超光速的问题,也可以解决负能解问题。可以说在量子场论意义上,狭义相对论和量子力学被十分成功地融合在了一起。但是量子场论的发展还是存在一些问题的,比如说微扰展开到底是否合理,如何发展非微扰量子场论。这些问题在现在量子场论已经充分暴露出其重要性!当然,这超过我们的讨论范围。

至于时空存在最小单位,这是广义相对论量子化的一个模型(学名叫“圈量子引力理论”),并不代表真实的时空就一定存在最小单位。不过,从非微扰量子场理论来看,仿佛将时空离散化是解决各种问题的一种强有力的办法,不过这些理论仅仅是在做计算时候才这样处理的,而承认时空真的是离散的,目前只有量子引力里面有这种理论!量子引力是霍金后半辈子追求的理论,但是到今天为止我们也没有获得合理的量子引力!


科学联盟

具体的,不好说,但可以打个比方,“瞄准镜"与“狙击枪"之间是什么关系?什么矛盾?

相对论与量子力学差不太多。

相对论,尤其是狭相,更像是眼镜和瞄准镜,而量子论更像是狙击枪,它们互相依赖,又互相校正。都有能力校正对方,但谁也不能否定另一方。

它俩之间的矛盾不同于波~粒二相性。

谁也别想彻底否定摆脱谁,

镜不离枪,枪不离镜,离开对方就都校验不了,不存在你死我活之争,也不是两者一定都对,就是一对冤家。开个玩笑。

瞄准镜与狙击枪之间会希望另一个死吗?

这两个都可以独立存在,但工作品质会大打折扣。


分享到:


相關文章: