广义相对论与量子力学/广义相对论与量子力学可以统一吗知乎
为什么量子力学和广义相对论不相容?
量子力学与广义相对论的不兼容性问题,并不是两者完全不相容 ,而是当尝试将量子原理应用于引力(即量子引力)时,所得到的理论难以预测且存在问题。 在尝试量子化引力时,理论学家遇到了所谓的紫外发散问题,这在诸如量子场论的计算中表现为无限大的结果 。
它们并不是不相容的!只是单纯的引力和量子力学的调和导致了一个无用的理论。当我们尝试用类似量子化其他场的方式量子化重力时 ,我们得到的理论是不能预测的。一切都是一致的,你不可能看到量子力学在与引力“争论 ”。
量子力学和广义相对论不相容,是因为它们的部分基本原理是相反的 。量子力学认为世界是不连续性(量子化的) 、不确定性(事件是概率出现的)、非定域的(物理量性质的瞬时改变)广义相对论认为世界是连续的(非离散的)、确定的(可准确预知的、满足因果关系) 、定域性的(光速的极值性)。
首要原因是因为两者的理论基础不同 ,量子力学的基础是不确定性原理,而广义相对论没有考虑不确定性原理。另外广义相对论的微观时空观是连续的,平滑的;但量子论因为理论基础是不确定性原理 ,所以它的微观时空观是不断起伏的,涨落的,称为量子涨落 。这两种微观时空观的不相同决定了它们不相容。
广义相对论和量子力学的矛盾在哪
〖壹〗、广义相对论和量子理论在各自的领域内都经受了无数的实验检验 ,迄今为止,还没有任何确切的实验观测与这两者之一矛盾。有段时候,人们甚至认为生在这么一个理论超前于实验的时代对于理论物理学家来说是一种不幸 。
〖贰〗、广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上无法一致。量子力学认为力是由粒子的交换而来的 ,电磁力通过光子交换,弱力通过弱规范玻色子交换,强力通过胶子交换。然而,引力无法实现“量子化” 。广义相对论认为引力是由于空间弯曲造成的。但是 ,它却无法将其他三种力进行“几何化”。
〖叁〗 、量子论和广义相对论之间的直接冲突在于广义相对论假设了一个无限可分和平滑的时空存在,而量子论的基本观点之一——不确定性原理则表明,时间和能量这对共轭物理量之间存在不确定关系 ,动量和坐标之间也满足这种关系 。
〖肆〗、广义相对论和量子理论各自经历了无数实验的考验,至今仍未发现两者之间的明确矛盾。然而,量子引力理论的探索之路却异常艰难 ,即便在最近十几年取得了显著进展,但引力量子化的理念早在1930年由L. Rosenfeld提出。
〖伍〗、当然是有冲突的,而且至少现在这两者是难以调和的。不论狭义相对论还是广义相对论 ,都和量子力学有冲突,主要体现在两方面:1 决定论 2 定域性 。广义相对论和牛顿力学一样,只要给定宇宙任意时刻所有物质的态 ,则宇宙此后的演化就决定下来了;而量子力学的几率假说则不是决定论的。
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〖壹〗 、简单来说,广义相对论认为宇宙中的事件和状态是可以完全确定的,而量子力学则认为存在不确定性和概率。这种差异导致了两者在描述微观世界和宏观引力时的不兼容性 。广义相对论在宏观尺度上非常成功,但在微观尺度上遇到了挑战。而量子力学在微观尺度上表现出色 ,但在宏观尺度上则显得不够精确。
〖贰〗、近来,描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论在根本上有冲突,广义相对论的平滑时空与微观下时空剧烈的量子涨落相矛盾 ,这意味着二者不可能都正确,它们不能完整地描述世界 。
〖叁〗、近来,描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论在根本上有冲突 ,广义相对论的平滑时空与微观下时空剧烈的量子涨落相矛盾,这意味着二者不可能都正确,它们不能完整地描述世界。而除了引力之外 ,量子力学很自然的成功描述了其他三种基本作用力:电磁力 、强力和弱力。弦理论也可能是量子引力的解决方案之一 。
〖肆〗、简单的说就是,描述微观世界的量子力学与描述宏观引力的广义相对论都不能完整地描述世界,二者在根本上有冲突 ,广义相对论的平滑时空与微观下时空剧烈的量子涨落相矛盾,这意味着二者不可能都正确。发现狭义和广义相对论的爱因斯坦穷其一生去寻求能够破解这个迷雾的方法,他认为“上帝是不玩骰子”的。
量子力学与相对论的矛盾之处在哪
量子论和广义相对论之间的直接冲突在于广义相对论假设了一个无限可分和平滑的时空存在,而量子论的基本观点之一——不确定性原理则表明 ,时间和能量这对共轭物理量之间存在不确定关系,动量和坐标之间也满足这种关系 。
相对论与量子力学的矛盾主要在方法论方面。十九世纪经典物理学的危机,主要是由几个问题引起的:迈克尔孙-莫雷验证以太的光学实验 ,黑体辐射问题,等等。这些问题导致了相对论和量子力学的产生。首先来看相对论 。狭义相对论在否定牛顿的绝对时空观的基础上,提出了光速不变原理;相对性原理则保持不变。
广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上无法一致。量子力学认为力是由粒子的交换而来的 ,电磁力通过光子交换,弱力通过弱规范玻色子交换,强力通过胶子交换 。然而 ,引力无法实现“量子化 ”。广义相对论认为引力是由于空间弯曲造成的。但是,它却无法将其他三种力进行“几何化” 。
广义相对论和量子力学在哪个地方发生了严重的冲突
〖壹〗、广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上无法一致。量子力学认为力是由粒子的交换而来的,电磁力通过光子交换 ,弱力通过弱规范玻色子交换,强力通过胶子交换。然而,引力无法实现“量子化” 。广义相对论认为引力是由于空间弯曲造成的。但是,它却无法将其他三种力进行“几何化 ”。
〖贰〗 、量子论和广义相对论之间的直接冲突在于广义相对论假设了一个无限可分和平滑的时空存在 ,而量子论的基本观点之一——不确定性原理则表明,时间和能量这对共轭物理量之间存在不确定关系,动量和坐标之间也满足这种关系 。
〖叁〗、广义相对论和量子力学的矛盾就起源于微观世界和宏观世界的冲突。在人类没有发现真正能统一四大力 ,将一切理论结合在一起的统一力场之前,量子力学和广义相对论的矛盾会一直存在下去。
〖肆〗、广义相对论和量子理论在各自的领域内都经受了无数的实验检验,迄今为止 ,还没有任何确切的实验观测与这两者之一矛盾。有段时候,人们甚至认为生在这么一个理论超前于实验的时代对于理论物理学家来说是一种不幸 。