相对论有没有可能和量子力学统一,或者在它们的基础上建立起一个新的科学理论?

相对论和量子力学是现代科学的两根之柱,人类现代科技所有的成果,都是得益于消化这两大理论所得。
相对论和量子力学,也是现代科学的两大怪胎,它们诡异的特性从诞生开始就困扰着

本文最后更新时间:  2023-04-24 07:40:43

相对论和量子力学是现代科学的两根之柱,人类现代科技所有的成果,都是得益于消化这两大理论所得。

相对论和量子力学,也是现代科学的两大怪胎,它们诡异的特性从诞生开始就困扰着世人。

今天,同学们,我们试着讲几点这两大理论的八卦,大家感觉一下,它们能否最终统一。

诡异相对论

实际上,相对论的问题并不在于它涉及许多微分方程、洛伦兹变换和其他复杂的数学,(认为相对论只是E=mc2的同学,请自行面壁10分钟)而是在于它不是凭直觉所能完全搞懂的。

简单通俗的讲,相对论的内容是:空间和时间不是绝对的,只有真空的光速是绝对的;一个人移动得越快,空间和时间变异的效果就越明显。我们自己永远也无法加速到光的速度;相对于旁观者而言,我们越接近光速,我们的模样就越会失真。

如果你现在还搞不懂相对论,其实并没有多大难堪,曾经有一位记者问英国天文学家阿瑟·爱丁顿,他是不是真的就是世界上仅有的三个能理解爱因斯坦的相对论的人之一。爱丁顿认真地想了片刻,然后回答说:“我正在想谁是第三个人呢。”

荒诞量子力学

量子力学几乎都是用数学描述的,考物理研究生只考量子力学而不考数学,说明一个严重的问题,数学是区分神棍和物理学家的唯一决定性标准。

物理学家们自己也是稀里糊涂,量子力学的教主玻尔说过,要是谁第一次听说量子理论时没有发火,这说明他没有理解意思。

物理学家心中永远的痛

我不止一次的强调过,物理学的最高教义是统一!从牛顿时代开始,科学家们就致力于为建立一个简洁而统一的终极规律而奋斗终生,且几乎已经成功了;我们曾经生活在牛顿经典力学的黄金时代里面,科学的光辉撒遍宇宙。

相对论和量子力学,打乱了整个物理学。突然之间,两朵乌云笼罩天空!最终我们需要有两套规律来解释宇宙的表现──用来解释小世界的量子理论和用来解释外面大宇宙的相对论。相对论的引力出色地解释了行星为什么绕太阳转动,星系为什么容易聚集在一起;而在粒子的层面上,你需要量子力学。

现在,物理学居然需要两套规律──一套用来解释小世界,一套用来解释大宇宙──这是所有物理学家心中永远的痛。

大统一的努力

为了重回大统一,无数伟大的科学家曾付出过努力。

爱因斯坦就是其中最著名的一个。在他的余生里,他潜心寻找一种“大统一理论”但总是以失败告终。他有时候认为自己已经找到,但最后还是白费工夫。

爱因斯坦的传记作家斯诺这样写道:“他的同事们过去认为,现在依然认为,他浪费了他的后半生。”

结语

现在很多“民间科学家”经常提出天马行空的理论,总是依靠最简单的现象,运用最简单的数学,去推翻最基础的理论,建立所谓的大统一。

这年头还会有这么便宜的事情吗?理论物理已经是奢侈品了,突破需要更多的投入,不止是人力,还有财力。大型粒子对撞机就是其中的典型。虽然我是个坚定的缓建派。

超弦理论和M理论都是大统一的后补选手,可是在验证他们的道路上,我们还看不到多少希望。

我是猫先生,感谢阅读。

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