相对论与量子力学的矛盾问题

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量子力学与狭义相对论之间的不协调

量子力学与狭义相对论之间的不协调物理规律中，物质的变换总是根据当前状态的各种参数决定的，没有对历史的记忆，而且由于光速最大原理，能影响一个质点运动的信息只能是这个点邻近无穷小范围内的信息，这两个特点决定了微分方程适用于大多数的物理规律描述.用微分来描述瞬时的变化率，实际上是一个极限的过程，能对瞬时变化给出很好的描述.就目前来看，用微分来描述变化率是最好的方法.物理上的“定域性”原则现在已经受到了越来越多的挑战，基本可以认为真实的物理至少在一定程度和能级条件下是不满足定域性原则的，这是一系列物理实验的论证结果.从物理上来说，能用微分方程描述的另一个潜在依据就是不存在稳定的时间与空间最小单元.如果存在最小单元，在这个单元中的一切不可取分，状态不可分辨，那么最后我们要用的就可能是差分函数与差分方程，而不是微分方程. 大量实验证实，非定域性是量子力学的一个基本属性，但是非定域性将意味着超光速传播，这与狭义相对论的基本假设矛盾.当前，量子引力理论中的超弦理论的时空背景相关性，与圈量子引力理论中的时空背景无关性同时存在，是物理学中潜在的对于时空本质不同态度的一次大碰撞，这种困难预示着物理学需要一次概念的变革，首当其冲的就是时空.时空观念是物理学中最基本的也是最重要的概念，不同的时空观念将导致不同的理论研究方向，任何对于时空概念的更新和深化，势必对整个物理学产生巨大的革命性的影响.作为量子论和狭义相对论的结合的量子电动力学和量子场论更是如此.一方面，量子电动力学取得了巨大成功，可以给出与实验精确符合的微扰论计算结果，例如关于电子反常磁矩的微扰论计算结果与实验结果可以符合到十几位有效数字；格拉肖-温伯格-萨拉姆(Glashow-Weinberg-Salam)的弱电模型在很大程度上统一了微观尺度上的电磁作用和弱作用，在相当于1000倍质子质量的能量尺度下与几乎所有实验符合；包括量子色动力学在内的标准模型对于强作用的一些性质也能给出令人满意的结果等.另一方面，与实验精确符合的微扰论计算在理论上却并不成立，微扰级数本身一定会发散.标准模型中有20几个自由参数需要实验输入，其中包括一些极重要的无量纲参数，如精细结构常数、μ介子与电子质量之比等.为了减少参数的大统一理论或超对称大统一理论，往往会导致质子衰变.可是，实验上一直没有观测到质子衰变现象，也没有观测到超对称粒子，这是为什么？超对称如何破缺？为什么有夸克禁闭和色禁闭？为什么夸克质量谱中存在极大的质量间隙？为什么会有三代夸克-轻子及其质谱？理论上作用极大的“真空”到底是什么?理论上计算的“真空”能量，与宇宙学常数观测值相应的“真空能”相比，高出几十到一百多个数量级，这又是为什么？这些问题都难以回答.诺贝尔奖获得者阿尔文（H.O.G.Alfven）认为相对论“不过是一个小摆设”，“抹杀了科学与伪科学之间的界线”. 德国资深理论物理学家韦斯雷（J.P.Wesley）博士说：“相对论从来不顶用”. 狭义相对论和量子力学协调，也存在许多问题.例如“空间”问题就是二者无法协调的，狭义相对论是描述真实的物理空间中的理论，而量子力学则是定义于抽象的组态空间或位形空间中的理论.这两类空间只有在单体问题中才能勉强统一，而在其余大多数问题中总是不能混为一谈的.还有光速作为光子在时空中的运动速度，就被测不准关系所限制，而且光即是光子又是波，也应符合粒子和波的测不准关系，所以光速作为光子的速度也将是测不准的，在小时空范围和高能时光速应有统计涨落.这一结果和真空中光速恒定原理是不相容的. 从最本质的角度来说，爱因斯坦从来不认为存在粒子，他只赞同场的存在，而粒子是场的一种表现.从这个角度来说，站在粒子本体论的立场，粒子物理本就和爱因斯坦的几何纲领矛盾，而从场本体论的立场来说，粒子作为场的激发态，无论是正频还是负频，都和几何纲领一致.就现代物理而言，坚持的是场本体论，所以我看不出有什么矛盾的地方.如果把带电粒子看作是刚性球，而且只取其推迟解的话，经典电动力学是无论如何都不可能和量子力学的原理统一起来.但抛弃这两个假设，改以应用超前解和认为带电粒子是一种自适应的粒子，那么在原子内部的电子的运动就不在是经典电动力学中那种呆板，毫无生气的粒子的运动，相反，电子的运动相当于不断与原子核交换光子的运动，既发射又吸收，对应于电动力学的两个解：推迟解相当于发射光子，超前解相当于吸收光子.这两个解的线性组合相当于量子力学中态函数的组合，在这种状态下，两个解的波函数组成了一个驻波.因此既不对外辐射能量，也不吸收，处于动态的平衡状态.这样才能够圆满地将电动力学和量子力学协调起来.而且对应于超前解的违反因果律的结果对于ERP悖论验结果也就有了完整的合理的解释，不但如此，对于原子核的电子跃迁中的卢瑟福质疑和薛定鄂非难也就有了明确的答案.用普朗克常数表示的微观“粒子波”的能量只与其波动频率成正比，而粒子本身的能量又是与其动量的平方或速度的平方成正比，当进行参照系变换速度相应地改变是否同时普朗克常也随之改变、或者是频率与速度改变率的平方成正比.反映更多粒子的运动，也不能反映更少粒子的运动 .因此，方程（3）既不能应以处理粒子的产生问题和消失问题，也不能用以处理粒子间的相互转化问题 .分析几个量子力学与狭义相对论之间“不协调”的问题：1. 采用量子力学动能算符和动量算符计算微观粒子的动能，得到的结果一般是不一样的，也就是说现有量子力学的动量算符与动能算符不能一一对应.动能算符和动量算符的不一致体现在物理期望值上，但物理期望值的不同是自然的，因为所谓物理期望值本是对所有可能取值的平均，而动能和动量的关系是非线性的，简单的统计学知识可以知道，非线性的量的统计平均本就不是一一对应的.物理期望值只反映了当一个测量多次重复的时候的一种统计结果（基于量子几率原理的统计，量子力学四大基本假设之一），并不是物理实在，而量子理论的物理实在反映在塌缩前的概率波上，并不反映在统计结果上.2. 量子力学在曲线坐标系中一直无法合理地定义动量算符.此问题十几年前在国内《大学物理》上有许多讨论，但无果而终.曲线坐标系绝大多数情况下都是非正交的，此时需要使用的是一般微分流形上的量子力学.虽然此时时空是平直的，但非正交的取消坐标系依然会给出非平庸的联络，从而采用一般正交的笛卡尔坐标系的方法给出的计算结果本就有问题.而对于一般坐标系（也即联络非常零的坐标系），经典物理层面我们很清楚应该怎么做，但量子体系如何建立依然是一门正在研究的问题，这牵扯到一般微分流形上的纤维丛的量子化问题，是一个正在进行中的课题.所以，不要以为换一个坐标系问题很简单，这个问题即便在经典物理中，也是在广义相对论建立以后才利用微分几何的语言研究清楚的.3. 将动量算符作用于非本征态波函数，得到非本征值都是复数.坐标空间中动量算符的平均值也是复数，在物理上没有意义（除非等于零）.为了解决复数非本征值和复数平均值问题，现有量子力学将任意波函数用算符的本征态波函数展开，实际上将算符的平均值变换到动量空间计算.其结果是，虽然动量算符的复数平均值问题被消除，但坐标算符的复数平均值问题又出现.问题实际上没有被解决，只是被转移.在直角坐标系中，角动量算符没有本征态波函数和本征值，将角动量算符作用任意波函数，得到的都是虚数.直角坐标系中角动量算符没有意义吗？反之，动能算符对任意波函数作用结果都是实数，我们就没有必要将任意波函数按它的本征函数召开.氢原子定态波函数就是一个例子，它们都不是动能算符的本征函数.首先，量子态可以分解为多个本征态的混合，但无论本征态如何混合，对应的量子态是固定的.其次，量子态天然地具有不确定性与互补性（互补原理是量子四大基本假设之一，衍生而出的就是不确定关系），因此一个固定的量子态的所有可观测量未必都是实数，这取决于这个量子态究竟是什么状态.第三，在宏观物理中，我们所观测到的状态必然是上述量子态在观测所对应的动力学算符的本征态上的塌缩，也就是说只要你观测了，这个量子态就被破坏，变成了某个由观测所决定的本征态上.这是量子非幺正性的主要来源（关于这个问题，近代量子力学的不同诠释给出了不同的描述.这里所采用的是哥本哈根诠释）.因此，所谓“物理意义”，不能依然采用经典物理的“意义”来讨论量子问题，一个坐标本征态可以具有实的坐标本征值，但对应的动量本征值必然不是实的，而且也必然不是动量本征值，而是一个混合值.这是量子力学的基本性质.这就好比骰子，坐标描述了1、2、3这三个面，动量描述了4、5、6这三个面，但在某一个确定的瞬间只可能有一个面朝上，所以要么是坐标面朝上要么是动量面朝上.从哥本哈根流派来说，这就是不确定原理所要求的.而如果站在路径积分的角度来说，这是路径积分的一个自然表现或者说是它的数学必然（经典物理也可以有路径积分表示，从而可以看出经典物理和量子物理的关系究竟是什么.）由于将动量本征态作用在非本征态上，所以得到的其实是多个本征值与处在对应本征态上的概率的统计平均，它当然可以不是一个实数了，因为它不是一个物理态，而物理态是这个非本征态在观测导致的量子塌缩后所处的状态——也就是某个动量本征态上.再次提醒，单次测量的话，必然是出于某个本征态上，而多次测量的话则是前面所述的数学期望值，而数学期望值不是简单的量子概率的统计平均，而是量子概率的模平方的统计平均.4.量子力学的算符对任意波函数的作用结果必须是实数，只有这样做才能构建逻辑完备的量子理论.事实上狄拉克在他的名著《量子力学原理》中只提实算符或线性实算符，从来不提厄密算符，遗憾的是其他物理学家似乎至今都没有意识到这里存在的问题.厄米算符作用在完备量子态的相应本征态上，自然可以得到一个实的“物理”值，这是厄米算符的特性，也是对“实算符”的数学拓展.而为何不用实算符而用厄米算符？因为量子体系的波函数描述中，波函数本身就是复数形式的，而算符本身必然不是一个数，而是一个算符，而算符作用在复函数上如何保证其必须得到实本征值？这就要求引入算符的厄米性.换言之，只要你采用波动表示，并且采用算符作为物理操作的数学描述，那么“物理性”要求就等于要求算符是厄米的.这是给定物理要求以后的数学必然，也就是说，只要你要求了“物理值为实数”这个物理要求，并假定了“量子力学的基本表述是波函数”这个假设，那么所谓的“实算符”就必然是“厄米算符”，不存在别的选择.历史上除了波动表述，还有矩阵表述和路径积分表述.在矩阵表述中，本来是作用在函数上的算符，现在则成了一个矩阵，此时厄米算符等价于一个实矩阵（在算符的本征态表象下，是一个实对角矩阵）.此时“实算符”就看上去更自然了，因为矩阵必须是实数.5、Aspect（阿斯派克特）实验EPR实验：一个母粒子分裂成向相反方向飞开去的两个小粒子A和B，它们理论上具有相反的自旋方向，但在没有观察之前，照量子派的讲法，它们的自旋是处在不确定的叠加态中的，而爱因斯坦则坚持，从分离的那一刻起，A和B的状态就都是确定了的. 阿斯派克特在1982年的实验(准确地说，一系列实验)是20世纪物理史上影响最为深远的实验之一，它的意义甚至可以和1886年的迈克尔逊-莫雷实验相提并论.它是一个类似EPR式的实验.随着技术的进步，特别是激光技术的进步，更为精确严密的实验有了可能.进入80年代，法国奥赛理论与应用光学研究所(Institut d’Optique Theorique et Appliquee, Orsay Cedex)里的一群科学家准备第一次在精确的意义上对EPR作出检验，领导这个小组的是阿莱恩•阿斯派克特(Alain Aspect). 法国人用钙原子作为光子对的来源，他们把钙原子激发到一个很高的量子态，当它落回到未激发态时，就释放出能量，也就是一对对光子.实际使用的是一束钙原子，但是可以用激光来聚焦，使它们精确地激发，这样就产生了一个强信号源.阿斯派克特等人使两个光子飞出相隔约12米远，这样即使信号以光速在它们之间传播，也要花上40纳秒(ns)的时间.光子经过一道闸门进入一对偏振器，但这个闸门也可以改变方向，引导它们去向两个不同偏振方向的偏振器.如果两个偏振器的方向是相同的，那么要么两个光子都通过，要么都不通过，如果方向不同，那么理论上说(按照爱因斯坦的世界观)，其相关性必须符合贝尔不等式.为了确保两个光子之间完全没有信息的交流，科学家们急速地转换闸门的位置，平均10ns就改变一次方向，这比双方之间光速来往的时间都要短许多，光子不可能知道对方是否通过了那里的偏振器. 作为对比，也考察两边都不放偏振器，以及只有一边放置偏振器的情况，以消除实验中的系统误差.实验结果和量子论的预言完全符合，而相对爱因斯坦的预测却偏离了5个标准方差.在世界各地的实验室里，相同或改进精度的实验都表明：粒子们都顽强地保持着一种微妙而神奇（“超光速性”）的联系.困扰爱、波、罗三位论文作者的“鬼魅般的超距作用”("spooky action at a distance")在为数众多的可再现实验中一再地出现.一）目前的实验表明量子力学正确，决定论的定域的隐变数理论不成立.贝尔不等式这把双刃剑的确威力强大，但它斩断的却不是量子论的光辉，而是反过来击碎了爱因斯坦所执着信守的那个梦想！爱因斯坦到过世前都没有接受量子力学是一个“真实”而完备的理论，一直尝试着想要找到一种诠释可以与相对论相容，且不会暗指“掷骰子的上帝”.二）如果相对论三大理论原则成立，则决定论的定域的隐变数理论成立；实验证明后者不成立，因此，有二个可能的解释，即定域性不成立，或隐变数理论不成立；不管是那一个解释成立，那么，贝尔不等式就没有合理性了，也就是说贝尔不等式没有判断标准上的意义了.从这种逻辑观点来看，相对论者面临放弃定域性（和光速极限关联）或隐变数理论（和决定论有关联）的两难局面.三）Aspect的实验首先发现了违反贝尔不等式的实例.所以说明，决定论，定域性，实在性，要想三者兼得是不可能的.有人退而求其次，承认信息传递的速度可能超过光速，提出了非定域的实在的隐变量理论.但是Zeilinger做了另一个实验，实验结果证明，至少有一部分这样的理论是不正确的.这个结果暗示了，如果还想坚持决定论的隐变量理论，可能要放弃实在论.四）由于相对论理论上把决定论，定域性和实在性组成在一起，以至Aspect实验对决定论，定域性和实在性这三个相对论原则中的任意一个都没有被证伪.但比较有理由认为实验排除了定域实在的可能，也可以说某种“超光速”是可能存在的.五）量子理论本身的不完善也可以从这个实验看出来，尽管量子理论的不确定原理可以实验“过关”，但量子论还是没有一种有说服力的理论来解释这种机制.因此，Aspect 实验很有可能启发新的理论出现.六）逻辑上来看，因为Aspect实验否定了量子理论中定域隐变因果论，而“Lorentz 变换”是以定域因果论的原则为基础的,“光速不变”原理是定域因果论的前提原则，所以，量子理论范畴上的相对论量子力学面临最大的挑战，如果承认Aspect实验结果的正确性，则实质上就否定了相对论量子力学的理论前提.七）因为物理理论历史的发展原因，量子理论上已经融合了一些相对论的理论，例如，相对论量子力学就是这种产物，有时量子论还要借助相对论来自圆其说，这说明要否定相对论对认同量子论的人来讲，也是不愿意的事情.相对论者和量子论者可能宁愿不管实验结果，而采取对Aspect实验模糊态度－－只是个选择问题：放弃决定论，可以选择量子力学；坚持决定论而放弃隐变量，还可以在定域性和实在性之间挑一个.。

经典力学,相对论与量子论的关系

经典力学,相对论与量子论的关系经典力学、相对论和量子论是物理学中的三大理论体系，每个理论体系都有自己的适用范围和局限性。

它们之间的关系不仅仅是纯学科关系，更是哲学和科学方法论上的关系。

经典力学是描述大尺度物体运动的理论，其基础是牛顿力学。

通过牛顿定律，可以得出物体在受到力的作用下的加速度以及位置的变化。

经典力学认为物质是连续且具有确定的位置和速度，这种观点在纳米尺度下变得不再成立，因为粒子的行为变得不可预测。

相对论描述了高速物体运动的理论，由爱因斯坦提出。

相对论基于两个基本原理：光速不变原理和等效原理。

相对论中，时间和空间不是绝对的，而是与观察者的运动状态相关。

另外，相对论给出了质能的等价性方程E=mc²，揭示了质量能量的本质统一。

量子论则是描述微观物体运动的理论，其基础是量子力学。

量子力学的基本概念包括波粒二象性以及不确定性原理。

波粒二象性表明了电子、光子等粒子既是波又是粒子，存在于一个综合波函数的描述中，并且粒子运动的轨迹不是具体的，而是具有一定的概率分布。

不确定性原理则说明，测量某个量的精度越高，就会牺牲对另一个量的精度，不能同时得到完全确定的结果。

这三个理论体系之间的关系，可以通过以下几个角度来分析：1. 范畴分明三个理论体系适用的范围不同。

经典力学适用于尺度较大的物体，而相对论适用于高速运动的物体，量子力学适用于微观物体。

它们各自是不同层面上的物理现象的描述，不能用一个理论来解释另一个层面的物理现象。

2. 相互影响三个理论体系之间也存在相互影响。

相对论影响了经典力学的思想，引发了爱因斯坦场方程的提出。

量子力学则影响了相对论的思想，引发了弦理论和量子引力等新理论的涌现。

而经典力学则成为了相对论和量子力学的基础和桥梁，许多经典力学中的概念和方法都被引入到相对论和量子力学中。

3. 哲学思考三个理论体系是不同的哲学思考所导致的。

经典力学源于牛顿对于经验法则的总结，相对论则反映了爱因斯坦对于时间和空间的新的哲学思考，量子力学则涉及了粒子和波的关系等哲学问题。

高二历史相对论与量子论试题答案及解析

高二历史相对论与量子论试题答案及解析1.爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系，比较正确的说法是（）A．前者完全否定了后者B．前者发展了后者C．前者发展和概括了后者D．前者融化了后者【答案】C【解析】本题主要考查学生运用所学知识解决问题的能力。

尊重材料是做对历史题目的唯一秘籍。

而通过材料不难发现，爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系不是否定与否定的关系，而是继承和发展的关系，二者看上去是矛盾的，但是二者研究的领域不同，所以并不矛盾。

所以比较正确的说法是前者发展和概括了后者。

【考点】近代科学技术·经典力学·爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系2.牛顿：“我之所以比别人看得更远，是因为我站在巨人的肩膀上。

”20世纪初“站在”牛顿肩膀上观察时空，且比他“看得更远”的科学巨人是 ()A．门捷列夫B．达尔文C．诺贝尔D．爱因斯坦【答案】D【解析】本题主要考查学生阅读材料，抓住关键信息及知识的运用能力，解题时注意题干中的时间限制“20世纪初”，站在“牛顿肩膀”上，而且是“观察时空”，由此联系已学知识可知只能是爱因斯坦。

因为他在经典力学基础上进一步发展了牛顿力学体系，提出相对论。

故选D。

【考点】近代科学技术·经典力学·爱因斯坦3.激光是20世纪以，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一项重大成就，被称为“最快的刀”“最准的尺”“最亮的光”等。

这一发明主要与谁的科学理论有关A．伽利略B．牛顿C．法拉第D．爱因斯坦【答案】D【解析】1917年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论“光与物质相互作用”，成为激光发明的理论基础。

这是其对物理学的重要贡献之一，故选D。

【考点】近代科学技术••经典力学•爱因斯坦。

4.某一理论“使人们的认识由低速领域扩大到高速领域，由宏观领域延伸到宇宙领域，人们第一次深刻地认识到时间、空间和物质的运动相互依赖”这一理论指的是A．牛顿的经典力学B．达尔文的进化论C．爱因斯坦的相对论D．普朗克的量子论【答案】C【解析】本题主要考查学生准确解读材料信息的能力，材料中文字“使人们的认识由低速领域扩大到高速领域，由宏观领域延伸到宇宙领域，人们第一次深刻地认识到时间、空间和物质的运动相互依赖”描述的是爱因斯坦相对论的特征和作用，所以答案选C，A B D三项理论的特征与上述题意特征不符。

相对论与量子力学之间的矛盾

第二,时间地膨胀,对于运动地物体,物体运动地速度越快,时间就走地越慢.第三尺度地缩短,一个刚性杆在运动地时候长度是缩短地,速度越块长度越短.第四光速是所有有质量地物体地极限,也就是说无论你怎么折腾,有质量地物体永远不可能超过光速,只能无限地接近.第五,在万有引力场附近地空间是弯曲地,第七∧.就是著名地爱因斯坦质能方程.能量等于质量乘以光速地平方.也就是广意地质能守恒,爱因斯坦说,质量(也就是有型物质)和能量其实本身就是同一种物质,他们在一定条件下可以相互转化,而物质具有地能量可以被看作是他地质量,运动地物体地质量要大过它静止地时候地质量,这是因为物体由于运动而具有了动能,而这些动能可以通过上面地质能方程换算成物体地质量,只不过一般地情况下我们宏观世界运动地物体速度都太慢了,这个质量增加太不明显,所以你感觉不到质量地变化而已尽而推导下去,会发现当物体地速度很大了地时候质量地增加就会越来越大,当快接近光速地时候质量几乎是无限大,想要让无限大地质量继续加速你需要地推动力就是无限大,所以才有了第五个结论地光速是物体地速度极限.应该把这个推导过程给你写上地,这个公式我会,打了这么多字太累了就不说这个了.上面这六点就是用最通俗直接地语言来说相对论地结论.看起来似乎很荒谬?别怀疑,用霍金地话说,从我们一出生开始,一直到高中,大学,无论是我们地生活经验也好,还是课本上地教材也好都给了我们一个假象,因为我们处于一种低速地状态下,所以很多东西都被忽略了.上面说地光速不变,时间膨胀,空间尺度地压缩,等等都是事实.只是因为我们地速度太低了,感觉不到而已.再和你说说经典力学和相对论地关系吧!因为我们最开始学地先是经典力学,后来才知道地相对论,所以通常在一些应用情况下叫相对论效应,再说其本质,相对论才是真正描述这个世界规律地真理,而经典力学只是相对论地近似而已,在一般地低速情况下还适用,举了例子,一个地物体假如你推了他一把他以地速度前进那么他所具有地动能^ 焦耳他具有了焦耳地动能这个时候由于他地运动而具有地能量使得他质量增加了质量增加了多少呢把能量焦耳代入爱因斯坦质能方程中去*^ *^ 我用计算机算了一下质量增加,这个质量非常小,小到平时我们根本感觉不到,按照经典力学地理解物体运动不运动质量都一样,而由于运动而多出来地这根本不考虑,如果加上这点点质量就叫考虑相对论效应了.再说量子力学吧!量子力学是一们真正研究原子内部规律地学科,研究地对象是微观尺度地问题,是一门很难学地学科，也是一门超级枯燥地学科,一方面由于我们从一出生开始对于宏观世界规律地惯性，导致了我们经常不觉就把我门从宏观世界总结地规律和经验代入到了微观世界中去，另一方面学习量子力学需要相当好地高等数学基础,他地最基本理论叫"测不准原理",也就是说在微观世界地测不准,拿电子来做例子,他在高速围绕原子核旋转地时候,无论你用什么方法都不可能既同时得到他在某一时刻所在地位置,和他这一时刻地速度地.这个世界上地所有物质其实都是有波和粒两个性质地,只不过宏观物体地波性质很弱,粒子性很强,而微观物体特别是电子,波动性非常大,在很多地情况下,他是被当作有波来看待地,波特有地性质就是衍射,所以不能确定它地具体位置,用宏观世界地经验和相对论都描述不了这原子内部地规律,所以才有地量子力学这个学科.文档收集自网络，仅用于个人学习相对论是描述超大尺度空间地规律,而量子力学是描述原子内部超级小空间地规律,而两种理论格格不入.所以到目前为止理论物理学领域地最大一个攻关就是找一种理论能把这两种规律统一起来,霍金管这种尚未诞生地理论叫"量子引力论".文档收集自网络，仅用于个人学习在量子力学中，物质都有波粒二象性地属性.有一个利用“电子物质波干涉”形成干涉条纹地实验证明了这一点.在用量子力学对实验进行解释时，说电子以波地形式传播，在到达接收屏地时候，瞬间塌缩为一个粒子.不论波地范围有多远，哪怕有几光年.这就引发出了一个矛盾，就是看上去好像波地坍塌速度超过了光速，相对论否定任何物质地运动速度能超过光速.但是事实上，近代物理观点认为，这两种现象并不存在矛盾.因为电子波地塌缩过程并不存在物质运动.你要知道，相速度是可以大于光速地，德布罗意波（也就是物质波）地相速度就大于光速.在一个电光源地映照下，一个哪怕运动很慢地物体，只要投影范围比较广，影子地速度就可以超过光速，甚至可以远超光速.但是，影子和光斑地“运动”不传递信息和能量.所以信息地极限速度还是光速.这上面地说明是旧时认为地矛盾之一，但其实是佯谬（伪装地矛盾）.第二，相对论时空学中用世界线描述事件与时空.比如一个粒子做匀速直线运动，它地世界线就是一条直线（空间线与时间线地合成），但是，这就假定了粒子具有确定地轨迹，这就是说粒子可以有确定地存在位置和速度，这也与量子力学格格不入，因为根据量子力学地测不准原理，位置与动量不可能同时准确地测定，这也是一个矛盾.但如果把相对论当成近似理论倒也可以解决这个矛盾，但这就需要修改相对论.类似地还有由量子力学推导出地平行宇宙论（但这个在我看来漏洞很多，所以不加赘述）.文档收集自网络，仅用于个人学习现在，我总结一下相对论和量子力学地四大分歧：.偶然地作用.相对论认为：偶然不存在，一切现象都是决定性地.这从上面粒子轨迹地例子就可以看出.量子力学认为偶然无处不在.根据现在所有地信息也不能推倒出绝对地未来（注意这个未来并不单纯指人类地行为未来）文档收集自网络，仅用于个人学习.时空地结构.相对论认为时空是活跃地，可弯曲地，程度由物质地分布决定.但量子力学认为时空是静止和平坦地，不受物质地影响.文档收集自网络，仅用于个人学习.引力.相对论认为，引力是有时空弯曲造成地效应，但量子力学认为引力是时空中地粒子交换..真空地能量.相对论认为真空中没有能量，但量子力学认为真空中充满了巨大乃至无限地能量.注意，上面四点就是主流地两个理论地分歧.但要注意，这是分歧，不一定是矛盾，因为不排除有理论可以合理解释这几种分歧. 文档收集自网络，仅用于个人学习。

广义相对论初稿

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相对论与量子力学之间的矛盾

相对论与量子力学之间的矛盾
相对论和量子力学是现代物理学中最重要的两个理论体系，它们分别描述了宏观世界和微观世界的物理现象。

然而，这两个理论之间存在着一些矛盾，这些矛盾包括：
1. 相对论和量子力学中的时间和空间概念不同。

相对论认为时间和空间是相对的，而量子力学则认为它们是离散的，具有量子化的性质。

2. 相对论和量子力学在描述物理现象时使用的数学工具不同。

相对论使用的是连续的曲线和张量等数学工具，而量子力学则使用的是离散的矩阵和波函数等数学工具。

3. 相对论和量子力学对于物理现象的解释也不同。

相对论认为物理量是客观存在的，而量子力学则强调测量的主观性和不确定性原理。

这些矛盾使得物理学家们无法将相对论和量子力学完美地整合起来，这也是当今物理学领域中最大的难题之一。

为了解决这些矛盾，物理学家们正在不断地进行研究和探索，希望找到一个理论体系，能够同时描述宏观世界和微观世界的物理现象，从而推动物理学的发展。

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相对论对量子力学的启示与发展

量子力学和相对论已经在20世纪就成为了物理学的支柱理论,其在历史的发展中既是独立的,同时又是紧密的交织在一起。

早期的量子力学和相对论之间主要是爱因斯坦其光量子理论为量子论的发展做出了重要贡献。

狭义相对论和概念性的追求不强,然而爱因斯坦本人,虽然未参与到量子力学架构之中,但是其却以相对论作为基础,在物理或者方法论上对于量子力学研究上产生了非常重要的作用。

本文主要就相对论的发展和量子力学之间的启示进行分析,并探讨其发展。

1初期量子力学和相对论的联系分析量子论其主要是源自黑体辐射问题探索,从普朗克的研究成果来看,一切辐射振子的能量均只能够被限制为E=nhγ,其中h 为自然常数,h=6.55x10-27尔格·秒。

量子力学概念的提出从事实上来看,其主要是将连续性的原理作为经典物理学的支柱,但是普朗克其本人却未曾认识到这点。

另外洛伦兹曾经试图将电磁模型和机械模型解释为辐射机制或者h 常数,其意义与以太自由度的限制相关。

即每个自由度均会拒绝任何大小的能量,除非以hγ的份额出现。

他对自由度进行限制,并且将几组毗邻的振动耦合在一起,以此来确保麦克斯韦方程有效[1]。

爱因斯坦曾在1905年提出了光量子的假设,其观点为:光束的能力不仅可以吸收与发射中的量子性,并且空间也不是进行连续分布的。

虽然爱因斯坦的光量子假说是从麦克斯韦理论与实践矛盾中产生,并且也是重物提所持理论观念的分歧。

随后一段时间,爱因斯坦将经典力学和麦克斯韦的电磁理论统一在一起,并奠定了狭义相对论基础。

并且爱因斯坦指出光以太的存在其实是多余的,因为按照所阐明的见解,不需要引进一个具有特殊性质,并且绝对静止的空间,同时也不需要给发射电磁过程的虚空间每一点规定的速度矢量。

对于以太概念的否认,使得人们认识到了光不是一种臆想的媒质状态和类似物质实体存在的东西。

直到1991年,索尔末会议之后,光量子假说逐渐被认同,并且迅速扩展到了原子结构的问题研究。

玻尔解决了原子结构的稳定性解释,并且导算出了氢光谱的巴尔末公式。

物理学的伟大发现相对论与量子力学的革命

物理学的伟大发现相对论与量子力学的革命物理学的伟大发现：相对论与量子力学的革命物理学是研究自然界基本规律和物质本质的科学。

在物理学的发展历程中，有两个伟大的理论意义重大，并对世界观产生了巨大影响，分别是相对论和量子力学。

本文将对这两个理论进行探讨。

一、相对论的革命性突破相对论是由物理学家爱因斯坦提出的，分为狭义相对论和广义相对论两个阶段。

狭义相对论是在1905年提出的，主要探讨了高速运动物体的行为规律。

它颠覆了牛顿力学中的时间、空间观念，指出时间和空间是相对的，与观察者的状态相关。

狭义相对论推翻了牛顿力学中的绝对时空观念，提出了事件同时性的相对性。

它揭示了关于时间和空间的奇妙规律，如时间膨胀和长度收缩。

爱因斯坦通过理论计算和实验证实了相对论的正确性，为物理学建立了全新的基础。

广义相对论是爱因斯坦于1915年提出的，它进一步推动了相对论的发展。

广义相对论阐述了物体通过引力场相互作用的规律，解释了引力的本质和星体运动的规律。

它通过引力弯曲时空的概念，预测了黑洞和宇宙膨胀等现象，对宇宙学作出了巨大贡献。

相对论的革命性突破不仅在于对牛顿力学的否定，更在于对整个物理学框架的改变。

它从根本上颠覆了人们对时间、空间和引力的认知，影响了各个学科领域的发展。

二、量子力学的突破与挑战相对论的提出在物理学历史上是一次革命，而随后的量子力学的发展也对物理学产生了深远的影响。

量子力学是上世纪20年代诞生的，它主要研究微观领域的物质和辐射现象。

量子力学从能量的离散性和波粒二象性入手，提出了著名的不确定性原理和波函数的概念。

量子力学通过波函数描述微观粒子的状态，建立了统计学的物理学基础，推动了原子和分子物理学的发展。

量子力学的发展给物理学带来了挑战，突出的问题是如何解释微观粒子的运动和测量结果的不确定性。

波粒二象性的存在使科学家们对微观世界的本质有了全新的认识，微观粒子的行为不再符合常识，它们既具有粒子的特性又具有波动的特性。

数学的奥秘：本质与思维尔雅答案修订无错版

***********************************************************开头的话1天王星被称为“笔尖上发现的行星”。

（）正确答案：×2数学是素质教育中最重要的载体。

（）正确答案：√3弦理论认为宇宙是几维的？（）A、4B、3C、11D、10正确答案：C4什么可以解决相对论和量子力学之间矛盾？（）A、质子理论B、中子理论C、夸克理论D、弦理论正确答案：D5哪一年发现了海王星？（）A、1854年B、1864年C、1846年D、1856年正确答案：C数学思维1美国哪位总统喜欢通过学习几何学来训练自己的推理和表达能力？（）A、华盛顿B、罗斯福D、布什正确答案：C2仅存在有限对孪生的素数。

（）正确答案：×3下列哪个是孪生数对?（）A、（17，19）B、（11，17）C、（11，19）D、（7，9）正确答案：A4在赤道为地球做一个箍，紧紧箍住地球，如果将这一个箍加长1m，一只小老鼠不可以通过。

（）正确答案：×5谁写了《几何原本杂论》？（）A、杨辉B、徐光启C、祖冲之正确答案：B数学学习1偶数和正整数哪个多？（）A、偶数多B、正整数多C、一样多D、无法确定正确答案：C2高斯解决了著名的七桥问题（）。

正确答案：×3七桥问题解决的同时，开创了哪一门数学分支？（）A、泛函分析B、数论C、图论与拓扑学D、抽象代数正确答案：C4数学的抽象能力是数学学习的最重要的目的。

（）正确答案：√5以下哪个汉字可以一笔不重复的写出？（）A、日B、田C、甲D、木正确答案：A从圆的面积谈起1以下什么成果是阿基米德首先得到的？（）A、圆周率的值B、圆的面积与圆的直径的平方成正比C、抛物线弓形的面积D、穷竭法正确答案：C2从中国古代割圆术中可以看出什么数学思想的萌芽？（）A、极限B、微分C、集合论D、拓扑正确答案：A3穷竭法的思想源于欧多克索斯。

（）正确答案：√4下面哪个人物用穷竭法证明了圆的面积与圆的直径的平方成正比？（）A、刘徽B、欧多克索斯C、欧几里得D、阿基米德正确答案：B5欧多克索斯完全解决了圆的面积的求法。

相对论与量子力学的关系及理论的发展

以普遍成立，而克服其“ 局域性 ”．然后，出了泛等价原理和泛广义相对论，提ｊ特别是电磁广义相对论 ’ 进而论证了广义．相对论的各种实验检验及不足之处，讨论了检验电磁广义相对论的某些可能方案并反ＢＩ不等式，ｅｌ显示出纠缠态是一种新的作用距离和强度中等的相互作用．．更一般，基于量子力学和相对论的比
（ｅａｍｎｆｈｓｓＹｎａｎｅｉ，ｕｍｎ５０１Ｃｉ）Ｄｐｎｅｔｙｉ，ｕｎＪＵｉｒｌＫｎｉｇ６０９，ｈｎ０Ｐｃ１ｖｓｙａ
ＡｂｓｒｔＴｈｅａｉｎｔｅｅａｉｉｎｕｎｕｍｅｈｎｃｒｏｎｃｅｌｓｌｂｕｒ１０ｉｃｍｐｔｈ１— ｔａｃ：ｅｒｌｔｓｂｅｗｅｎｒｌｔｖｔａｄｑａｔｍｃａｉｓａｅｃｎｅｔｄｃ０ｅｙ，ｔａｅａｓｎ０ａｉｉｉｏｙｔ０ｏａｅ，ｎｐｒｉｕａ，０ｈｅｕｅｔｉｙｐｉｉｌｎｈｅｃｎｔｎｙｌｇｔｓｅＦＩｍｈｓｔｅｑａｔｙｆｒｓｍｅｃｓｓｉａｔｃｌｒｆｒｔｎｃｒａｎｔｒｎｃｐｅａｄｔｏｓａｃｉｈｐｅｄ．ｌｔｉｈｕｎｕｍ０ｇｌｉｈｏｉｓｓｐｒｔｉｇａｄｌｏｅｃ．，ｒｉｃｓｅ．ｎｌｙ，０ｓｂｉｔｓｅｐｕｄｄｔａｅａｉｅｍａｔｒｄ — Ｉｖｔｔｅｒｅ，ｕｅｓｒｎｎｏｐ，ｔａｅｄｓｕｓｄＦｉａ１ａｐｓｉｌｙｉｘｏｎｅｈｔｎｇｔｔｅａｙｉｖｅ

量子力学中的量子力学与相对论的统一

量子力学中的量子力学与相对论的统一在物理学领域中，量子力学和相对论是两个重要而独立的理论。

量子力学主要研究微观世界中的粒子行为，而相对论则描述了高速运动物体的运动规律。

这两个理论在各自领域内都有着广泛的应用，并取得了巨大的成就。

然而，为了能够更好地形成整体的物理学体系，将量子力学与相对论进行统一成为了科学家们的追求目标。

1. 量子力学的基本原理量子力学是研究微观世界中粒子的行为的一种物理理论。

它的基本原理可以总结为以下几点：（1）波粒二象性：在量子力学中，粒子既可以表现出波动性，也可以表现出粒子性。

这一概念被称为波粒二象性。

（2）不确定性原理：根据海森堡的不确定性原理，无法同时确定一个粒子的位置和动量，或者能量和时间。

这意味着在粒子的测量中，我们无法完全确定其状态。

（3）量子叠加态与纠缠态：量子力学中的叠加态表示了粒子可以同时处于多个状态的叠加状态。

而纠缠态则描述了两个或多个粒子之间的相互关联性。

2. 相对论的基本原理相对论是爱因斯坦在20世纪初提出的一种理论，主要描述了高速运动物体的运动规律。

其基本原理包括：（1）光速不变原理：光速在任何参考系中都保持不变。

无论观察者是静止的还是以任何速度运动，其测量到的光速都是一样的。

（2）等效原理：描述了惯性系下的力学规律，提出了引力与加速度的等效关系。

即质量和惯性质量相等的物体在重力作用下的运动与在加速度作用下运动的情况类似。

（3）时空相对性：相对论中的时空被统一为四维时空，引入了时间与空间的结合。

3. 量子力学与相对论的差异尽管量子力学和相对论都是极为成功的理论，但它们在描述物理世界时存在一些差异。

（1）尺度差异：量子力学主要研究微观粒子，而相对论则适用于宏观物体和高速运动。

（2）测量和确定性差异：量子力学中的不确定性原理认为，无法同时确定一个粒子的位置和动量，而相对论则可以精确测量物体的位置和动量。

（3）力的描述差异：在相对论中，引力被描述为时空的弯曲；而在量子力学中，引力的描述还没有被明确统一。

量子场论对基本粒子的描述和解释

量子场论对基本粒子的描述和解释作为物理学中的一个重要分支，量子场论是对物质的微观描述和探究。

量子场论的诞生是为了解决量子力学和相对论之间的矛盾问题，即如何将这两个物理学极为成功而又基本不同的理论结合在一起。

在量子场论中，基本粒子被视为场的激发，这个观点对于理解基本粒子的本质非常重要。

量子场论的概念在量子场论中，物质和其它相互作用的载体，比如电磁场，被认为是场。

粒子只是这些场的激发，即场的量子。

量子场论相信，微观物理系统只用集合相互作用的场来描述。

因此，此处的场是与位置和时间相关的量子物理实体，不存在不受控制的直接相互作用，且实体之间仅是变量和空间编码的映射关系。

在量子场论中，经典的粒子描述被否定，而以表示各类粒子的场为中心。

这些场在物理学中反映出相对于聚合体本身而言的运动状态，是基本粒子的概念体现。

量子场论和电磁场电磁力是物理学中常见的一个范例，光的性质就可以通过描述电磁场得出。

在光波方面的经典物理学中，电磁场的波动是抽象的，我们直接想象粒子的位移和传播。

而在量子场论中，电磁力也被视为以电磁场的形式描述的，都是场的激发。

激发可以是粒子或子粒子。

实际上，在量子场论中，我们没有必要关注粒子的位置，我们只需要关注宏观位置和时间内电磁场的变化即可。

量子场论将粒子描述成实际存在于空间的行为模式，可以将特定粒子称为场的激发。

对于粒子的扰动，量子场论将它们描述为以特定方式激发粒子场，并生成新的粒子。

这个粒子到场的激发的转换并非是自然的，而是由粒子场通过产生和吸收量子而触发的。

基本粒子的描述和解释在量子场论中，基本粒子被视为场的激发，在这一新的观点下，我们可以重新思考许多我们所熟悉的自然现象。

例如，在电磁学中，电荷可以被视为电子场的激发。

在强相互作用中，质子和中子同样可以被视为用夸克场描述的基本粒子。

通过这种方式，量子场论使得对于基本粒子的理解更加直观而且更加准确。

量子场论的发展史量子场论起初是为了描述电磁场的相互作用而生成的，但是它很快被应用到其他领域。

量子力学的世纪大论战(诺贝尔物理学期中)

量子力学的世纪大论战量子力学与相对论是现代物理学的两大支柱.量子力学是20世纪20年代创立的阐述微观世界物质运动规律的一门学科.几十年来,量子力学理论已经被无数实验事实所证实,至今还没有一个实验结果与量子力学理论发生矛盾.量子力学理论获得了伟大的成功,并且在量子力学的基础上发展了许多相关的子学科.量子力学的正统的物理诠释是哥本哈根学派的诠释,其主要内容是波函数的几率解释、不确定原理和玻尔提出的互补原理,其代表人物是玻尔、海森堡、玻恩等人.今天的大多数物理学家都是在哥本哈根学派诠释的基础上来理解和阐述量子力学的,也是在此基础上来进行有关的科研工作的.然而,在哥本哈根学派提出量子力学的几率诠释之初,就遭到了爱因斯坦的尖锐批评,引起了一场大论战,这场论战推动了量子力学理论的进一步完善和发展,对整个物理学的发展和自然科学的哲学问题也产生了深远的影响.爱因斯坦与玻尔关于量子力学解释的不同观点之间的大论战是量子力学创建和发展过程中最具有代表性意义的一场争论.爱因斯坦认为以几率诠释为基础的量子力学理论是不完备的.从1927年到1955年爱因斯坦逝世,玻尔和爱因斯坦多次对量子力学完备性问题展开激烈的辩论,最终他们谁也没有说服对方.此后,关于量子力学的物理诠释的争论仍在继续进行,一直延续到21世纪的今天,所以这一场争论可以称为跨世纪之争.在爱因斯坦之后,在这一场争论中发生的最重要的事件是隐变量理论和贝尔不等式的提出.1920年4月，玻尔到爱因斯坦所在的德国柏林访问，第一次与爱因斯坦会面．他们两人就量子理论的发展交换了意见，谈话的主题是关于光的波粒二象性的认识问题．看起来，这次争论好象是爱因斯坦主张，完备的光理论必须以某种方式将波动性和粒子性结合起来，而玻尔却固守光的经典波动理论，否认光子理论基本方程的有效性．然而，仔细分析就会发现玻尔强调需要同经典力学的观念作彻底的决裂，而爱因斯坦则虽赞成光的波粒二象性，但却坚信波和粒子这两个侧面可以因果性地相互联系起来．爱因斯坦坚决反对量子力学的概率解释，不赞成抛弃因果性和决定性的概念．他坚信基本理论不应当是统计性的．他说，“上帝是不会掷骰子的．”他认为在概率解释的后面应当有更深一层的关系，把场作为物理学更基本的概念，而把粒子归结为场的奇异点，他还试图把量子理论纳入一个基于因果性原理和连续性原理的统一场论中去，因此他在第五届索尔威会议上支持德布罗意的导波理论，并且在发言中强调量子力学不能描写单个体系的状态，只能描写许多全同体系的一个系综的行为，因而是不完备的理论．爱因斯坦精心地设计了一系列理想实验，企图超越不确定关系的限制来揭露量子力学理论的逻辑矛盾．玻尔和海森伯等人则把量子理论同相对论做比较，有力地驳斥了爱因斯坦．1930年10月第六届索尔威会议上，爱因斯坦又绞尽脑汁提出了一个“光子箱”的理想实验，向量子力学提出了严重的挑战．玻尔经过一个不眠之夜的紧张思考，终于发现可以用爱因斯坦自己的广义相对论来回击爱因斯坦．在第二天的会议上，玻尔指出爱因斯坦在自己的理想实验中忽略了自己的红移公式．爱因斯坦的挑战再一次被驳倒，他不得不承认量子力学的逻辑一贯性．此后，爱因斯坦转而集中批评量子力学理论的不完备性．1935年5月，爱因斯坦同波多尔斯基和罗森一起发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》一文，提出了著名的以三位作者的姓的首个字母简称的“EPR悖论”，使这场论战再次出现了一个高潮．由于第二次世界大战，论战平息了一个时期．以爱因斯坦和玻尔为代表的两方论战是科学史上持续最久、斗争最激烈、最富有哲学意义的论战之一，它一直持续到今天．现在我们还不能作出谁是谁非的结论．因为物理学中不同哲学观点的争论不能单靠争论自身来解决，它最终要靠物理学的理论和实践的进一步发展来裁决．现在我们只能说，争论的双方都既有正确的一面，也有不足或错误的一面．哥本哈根学派对量子力学的统计解释是正确的，对微观客体波粒二象性的分析，以及互补原理的提出都对正确认识微观世界起了重大作用．互补原理是符合辩证法的．但是他们对微观客体的观测和仪器的作用夸大到不适当的程度而常有主客观不可分的实证主义色彩．哥本哈根学派对量子力学的正统解释，抛弃了机械的决定论和因果性无疑是正确的，但他们断言微观粒子只有统计规律，量子力学就是完备的描述、最终的描述似乎也为时过早．其实，量子力学作为人们对物质世界认识的一个阶段，不论将来是否有对单个粒子决定性规律的描述，它将永远作为一个相对真理而存在．正如量子力学的出现，并没有抛弃经典力学，只是说明了经典力学的适用范围，说明了它是一个相对真理一样．爱因斯坦的深刻批评和严格检验，推动了量子理论的进一步探讨，他对哥本哈根学派的实证主义倾向所进行的批评也不是无的放矢．但是，他把规律的统计性质排斥在基本理论之外是不正确的．由于他没有完全摆脱机械论的影响，对量子力学怀有明显的偏见，使他后来在某种程度上脱离了当时量子理论发展的主流，这对他统一场论的研究也带来了不良影响．这场争论也让我们意识到，基于辩证唯物主义的基本原理,现有的量子力学理论是一个相对真理,它不是完美无缺的,进一步完善量子力学的理论,探索新的理论是可能的.这种新的理论必须符合对立统一规律,不应该完全排除统计性,不可能是完全决定论的.企图建立完全决定论的、非统计的新微观理论,过去从来没有成功过,将来也不可能成功.总之，以玻尔为首的哥本哈根学派与爱因斯坦关于量子力学的解释的争论，不仅使他们的解释成为有关学派的主导思想，而且对于推动量子力学的进一步发展起了积极的、重大的推动作用．同时再一次佐证了科学是在学术争论和实践中向前发展的．。

《量子力学与哲学》参考资料————量子物理与因果律

粒子流不再守恒。等等。
相对论量子力学基本方程的许多困难显示该理论
的不稳定性。这说明QT的本质是多粒子的——除了
平庸的自由粒子情况外，只要相互作用能量足够大和
有关守恒律容许，多粒子的本性便会显露。比如，当
用迅变的高势垒将粒子定域化于Compton波长C
mc
尺度内时，负能解将变得突出，这时单粒子量子理论
2
目录
一，物理学中的因果律与定域因果律 1）因果律 2）相对论性定域因果律
二，量子理论（QT）中的因果律与定域因果律 1）在量子力学中 2）在量子场论中——相对论性因果场论
3
三，QT 本质的概述：空间非定域性、多粒子性、或然性 1）QT 的空间非定域性质 2）QT 本质的多粒子性 3）QT的或然性——与决定论描述的矛盾
实验结果：
这时关联性依然存在！
这又意味着甚么？！
21
六，分析与小结 1）关联塌缩是不是物理的（事物）？
有人会说：
关联塌缩是非物理的前面有一些讨论也就是非物理的了。
理由基于：Bell基关联塌缩本身并没传递信息—— 他们认为，信息是物理的，不荷载信息就不是物理的。 ∵ Bob 如果不知道Alice广播的经典信息，就不知道Alice的测量结果，也就无法（在不破坏手中粒子状态情况下）知道自己手中粒子的状态， Bob甚至连Alice做过测量没有都不知道。
12
K-G 方程和Dirac方程作为单粒子状态波函数方
程，都出现解难以忽略的负能解。这将影响正能量解
的稳定性，给单粒子量子理论的解释带来重大困难；
在一般情况下，由K-G方程所导出的连续性方程可
知，几率密度不是正定的；求解有位势的K-G方程或
Dirac方程时，在位势变化大而剧烈的地方，会出现

态论(终稿)

华士杰男 1959
流体、物理
E—mail：hsjxxxxx@ tel：13439175520
2
由于运动线是不断向下运动的，所以 x 点将不断向右运动。于是，x 点的 w 相对 w0 产生了相对速度 v ，用态增量 w(s, t ) 的时间去除 w 相对 w0 的距离变化 ( x x x) ，有，
式中
（16）（17）
——时间元 t n ； d——距离元 s nd ；
n——元数， n 1,2, ; f，g——常数， f F / n ， g G / n 。
2 2 2 在式（16）和式（17）两边同时乘 c ，并令 c ， 0 0 c 有
0 0 h
态
华士杰北京市，102206
论
态的 B ( O , C)变换
把物质抽象为态，并根据两个假设和一个推论，给出态的（ O,C）变换，论述了物质的状态、互相作用及其变化规律。更加深刻地揭示了时间、质量、作用、惯性、蜕性等概念。建立了蜕性、蜕性质量、负能量、负质量、超距响应的概念。找到了物理常数的源头，获得了一些奇异的物理关系。关键词：态，态场，态差，变换。 PACC: 0300，0330，0365.
v lim
x x x x lim t 0 t 0 t t
（1）
3.4.1. 时间的 c 变换根据态场图的三角关系，可列出下式：
2 s 2 s0 (vt ) 2
(2)
因 s=ct , s 0 ct 0
将其带入式（2）中，有
(ct ) 2 (ct 0 ) 2 (vt ) 2
c(光速）
s（空间特性） t（时间特性）
因态中的任何参数都表征了态，所以，后面用态所具有的某个特性参数指称特定的态，如：t 态，s 态，m 态等等。显然，态具有了物质的全部内容。物质在发生质变时就是发生了态变，即，特性的改变。许多物质不能保持自己的态，是由于他物作用的结果。即使不存在相互作用，物质在终态时也要自发地蜕变。 3.2. 态场

物理学中的重大发现

物理学中的重大发现近代物理学的研究，已经发现了许多重大的发现，这些发现不仅深刻地改变了人们对自然世界的认识，也为人们的生产和生活带来了巨大的变革。

本文将对物理学中的一些重大发现进行介绍。

一、相对论相对论是物理学的一个重要分支，是由爱因斯坦于1905年提出的。

在相对论中，我们看到时空的关系被重新解释和描述，以这种方式对质量、重力和能量之间的相互关系进行了全新的思考。

特别是，相对论的提出打破了牛顿物理学中绝对的时空观念，告诉我们时间和空间是相对的、不确定的。

二、量子力学量子力学是玻尔等人于20世纪初提出并发展的一种新的物理学分支，它主要研究物质在微观领域中的性质和规律。

量子力学前两个世纪中的很多发明，为物理学家们提供了研究微观领域的强有力的工具。

量子力学的发现，已经深刻影响到许多其他领域。

三、弦理论弦理论被认为是相对论和量子力学的整合。

它是解决物理学上彼此矛盾的相对论和量子力学之间的深层次问题的一种新的数学模型。

弦理论更加接近于目标——它在研究物理现象上成功地去除了一些先前的限制。

弦理论强烈地支持存在未被探索过的宇宙力，这也为人们在宇宙学和空间探索方面的研究提供了更加深刻的认识。

四、黑洞黑洞是物理学者对于物质受到压缩的极端情况的研究成果。

尽管黑洞的研究起初被视为一种理论实验，但是在实际过程中，它经常被引用。

黑洞不仅提供了对于物质通过强大压缩特性的一种理想情形，也为理解宇宙的演化提供了一系列重要的反思。

五、暗物质暗物质是目前未被测量到的物质，但是它却被认为对于我们对于宇宙的认识非常重要。

近年来，在暗物质的研究中，我们看到我们对物质的认识越来越详细和深入。

最新的研究表明，暗物质可能占到宇宙总质量的85%左右。

总之，物理学的发展的确经历了许多重大的发现。

这些发现不仅被应用于实践和改变我们的生活方式，也为我们们认识和理解自然界提供了更加深刻的思考。

数学的奥秘：本质与思考--参考答案

数学的奥秘：本质与思考--参考答案什么可以解决相对论和量子力学之间矛盾？（）•A、质子理论•B、中子理论•C、夸克理论•D、弦理论我的答案：D得分：25.0分2弦理论认为宇宙是几维的？（）•A、4•B、3•C、11•D、10我的答案：C得分：25.0分数学是素质教育中最重要的载体。

（）我的答案：√得分：25.0分4天王星被称为“笔尖上发现的行星”。

（）我的答案：√得分：0.0分1美国哪位总统喜欢通过学习几何学来训练自己的推理和表达能力？（）•A、华盛顿•B、罗斯福•C、林肯•D、布什我的答案：C得分：25.0分下列哪个是孪生数对?（）•A、（17，19）•B、（11，17）•C、（11，19）•D、（7，9）我的答案：A得分：25.0分3谁写了《几何原本杂论》？（）•A、杨辉•B、徐光启•C、祖冲之•D、张丘我的答案：B得分：25.0分仅存在有限对孪生的素数。

（）我的答案：×得分：25.0分1偶数和正整数哪个多？（）•A、偶数多•B、正整数多•C、一样多•D、无法确定我的答案：C得分：25.0分2以下哪个汉字可以一笔不重复的写出？（）•A、日•B、田•C、甲•D、木我的答案：A得分：25.0分3数学的抽象能力是数学学习的最重要的目的。

（）我的答案：√得分：25.0分4高斯解决了著名的七桥问题（）。

我的答案：×得分：25.0分1下面哪个人物用穷竭法证明了圆的面积与圆的直径的平方成正比？（）•A、刘徽•B、欧多克索斯•C、欧几里得•D、阿基米德我的答案：C得分：0.0分2以下什么成果是阿基米德首先得到的？（）•A、圆周率的值•B、圆的面积与圆的直径的平方成正比•C、抛物线弓形的面积•D、穷竭法我的答案：C得分：25.0分3穷竭法的思想源于欧多克索斯。

（）我的答案：√得分：25.0分4欧多克索斯完全解决了圆的面积的求法。

（）我的答案：×得分：25.0分1抛物线在处的斜率是多是？（）•A、1•B、2•C、3•D、不确定我的答案：B得分：33.3分2圆的面积，曲线切线的斜率，非均匀运动的速度，这些问题都可归结为和式的极限。

《量子力学原理》随笔

《量子力学原理》读书札记目录一、量子力学概述 (2)1.1 量子力学的定义和发展历程 (2)1.2 量子力学的主要理论和概念 (4)二、量子力学的基本原理 (5)2.1 波函数和薛定谔方程 (6)2.2 测量问题和不确定性原理 (7)2.3 超定态和量子叠加 (9)2.4 量子纠缠和量子隐形传态 (11)三、量子力学的主要应用 (12)3.1 量子计算 (13)3.2 量子通信 (14)3.3 量子传感 (15)3.4 基本粒子物理学和核物理学 (17)四、量子力学的哲学思考 (18)4.1 量子力学的解释主义 (20)4.2 量子力学的哥本哈根诠释 (21)4.3 量子力学的多世界诠释 (23)4.4 对量子力学的质疑和挑战 (24)五、量子力学与相对论 (25)5.1 狭义相对论与量子力学的结合 (26)5.2 广义相对论与量子场论的结合 (28)六、结语 (28)6.1 量子力学的现状和未来发展趋势 (29)6.2 对量子力学的期待和展望 (31)一、量子力学概述作为现代物理学的重要分支，自20世纪初诞生以来，便对科学界产生了深远的影响。

它不仅改变了我们对自然世界的认知，还为许多前沿科技的发展提供了理论基础。

量子力学研究的是物质的微观粒子行为，特别是在原子和亚原子粒子层面的现象。

在量子力学中，粒子的状态不再是传统的确定性的，而是被描述为概率性的。

一个粒子可以同时处于多个状态，这种状态被称为叠加态。

当我们对粒子进行测量时，它会塌缩到一个特定的状态，并且测量结果遵循一定的统计规律，如波函数坍缩。

量子力学的核心概念还包括超定位原理，即一个量子系统可以同时处于多个可能状态的线性组合。

量子纠缠现象揭示了粒子间状态的强相关性，使得远程的粒子状态可以瞬间影响彼此，无论它们相隔多远。

量子力学是一个复杂而深奥的理论体系，它挑战着我们对现实世界的传统观念，并为我们理解微观世界提供了全新的视角。

随着科学技术的进步和对量子力学的深入研究，我们期待它能继续引领我们探索未知的领域，并为人类社会的发展带来更多的可能性。

物理理解相对论和量子力学

物理理解相对论和量子力学相对论和量子力学是现代物理学中最重要的两个理论，它们分别描述了宏观和微观世界的行为规律。

相对论由爱因斯坦提出，主要用于解释高速运动物体和引力场中的物理现象。

量子力学则用于描述微观领域中的粒子行为，引入了不确定性和波粒二象性等概念。

1. 相对论的基本原理相对论的基本原理是狭义相对论和广义相对论。

狭义相对论提出了时间和空间的相对性，即运动的物体会感受到时间和空间的膨胀效应。

光速不变原理是狭义相对论的基础，它规定了速度无法超过光速。

广义相对论则进一步推广了相对论的范围，引入了引力场和弯曲时空的概念。

2. 相对论的实验证据相对论的实验证据非常丰富，其中著名的有光速实验、引力透镜效应和黑洞的存在。

光速实验验证了光速不变原理，引力透镜效应观测到了引力场中光线的偏折现象，而黑洞则是广义相对论的重要预言，并已经通过多次观测得到证实。

3. 量子力学的基本原理量子力学的基本原理主要包括波粒二象性、不确定性原理和量子叠加态。

波粒二象性指出微观粒子既可以表现为粒子，又可以表现为波动。

不确定性原理规定了在一定程度上，无法同时精确测量粒子的位置和动量。

量子叠加态则描述了粒子可能存在的多个状态，并且通过测量才能得到确定的结果。

4. 量子力学的实验证据量子力学的实验证据主要来自于粒子的波动性实验和量子纠缠现象。

杨氏双缝实验是最经典的波动性实验，它观察到了粒子在双缝间产生干涉图样的现象。

量子纠缠则是描述两个或多个粒子之间存在着神秘的联系，当其中一个粒子的状态发生改变时，另一个粒子的状态也会瞬间发生变化。

5. 相对论和量子力学的关系相对论和量子力学是两个独立但又不可分割的理论。

狭义相对论和量子力学相容性良好，可以同时应用于微观世界的描述。

但是相对论与量子力学的结合仍然是一个未解决的难题，目前的理论尚未能够完美统一这两个理论。

总结：相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱理论，它们分别适用于宏观和微观尺度。

相对论描述了高速和重力场下物体的运动规律，而量子力学则揭示了微观领域中粒子的行为特性。