量子史话论文

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1、量子史话论文相对论与量子论的矛盾与统一20枇纪初，物理学发展史上最伟大的两个时期之一，相对论和量子论的产生彻底颠覆了之前由牛顿等人建立的现代经典物理学，并重新建了整个物理学休系，物理人厦在狂风暴雨下轰然倒塌，却又在熊熊烈火中得到洗礼和重生。伟大的物理学家波尔说过：“一个人如果说量子论不需要继续研究，那这个人就根本不理解什么事量子论同样，和量子论相伴而生的相对论也是如此，但当这两个理论在互相验证的时候，却出现了一些尤法解释的问题，难道这两种理论Z间真的存在矛盾？爱因斯坦最早注意到量了力学与相对论的不相容性。在1927年的第五届索尔维会议

2、上，爱因斯坦对刚刚建立的量子力学理论表示了不满，他在反对意见中指出，如果量子力学是描述单次微观物理过程的理论，则量子力学将违反相对论。1935年，在论证量子力学不完备性的EPR文章中，爱因斯坦再一次揭示了量子力学的完备性同对论的定域性假设之间存在矛盾。在爱因斯坦看來，相对论无疑是正确的，而量子力学市于违反相对论必然是不正确的，或者至少是不完备的。1964年，在爱因斯坦的EPR论证的基础上，贝尔提出了著名的贝尔不等式，这一不等式进一步显示了和对论所要求的定域性与量子力学之间的深刻矛盾，并提供了利用实验来进行判决的可能性。根据贝尔的分析，

3、如果量子力学是正确的，它必定是非定域的。利用贝尔不等式，人们进行了大量实验来检验量子力学的正确性，其中最有说服力的是阿斯派克特等人于1982年所做的实验，他们的实验结果证实了量子力学的预言，并显示了量子非定域性的客观存在。尽管量子非定域性的存在已经为实验所证实，然而，量子力学与相对论的不相容问题至今仍然没有得到满意的解决。根本原因在于，一方面，量子力学的理论基础仍没有坚实地建立起来，另一方面，量子力学所蕴含的非定域性乂暗示了相对论的普适性将同样受到怀疑。相对论的研究对象和适用范围是那些大尺度,高速度的宏观物体.爱因斯坦的相对论分为两个

4、阶段，第一个阶段叫狭义相对论，他研究的是物体在惯性系屮（也就是我们初中，高中物理中的理想状态）的高速运动状态，第二个阶段叫广义相对论，主要是研究物体在非惯性系（也就是万有引力场）中的运动状态•相对论的儿个重要的结论：第一个是光速不变。我们初中，高中所学的物理学都是牛顿的经典力学，牛顿的经典力在我们日常生活当中的低速，小尺度的环境里是适用的,我们的观念里的速度是叠加的，比如当我们骑自行车前进的过程屮向前开了一枪,那么这个子弹的速度是自行车的速度和子弹本身的速度和加，而光则不然，光速恒定不变,你骑自行车打手电筒和站在地上打手电桶，光的速度

5、不发生变化，即便是你以很快的速度向着光射岀的放行追逐，光速依然不变。第二，时间的膨胀。对于运动的物体，物体运动的速度越快，时间就走的越慢。第三尺度的缩短，一个刚性杆在运动的时候长度是缩短的,速度越块长度越短。第四光速是所有有质量的物体的极限，也就是说无论你怎么折腾，有质量的物体永远不可能超过光速，只能无限的接近。第五，在万有引力场附近的空间是弯曲的。第六E二MCA2。就是著名的爱因斯坦质能方程。能量等于质量乘以光速的平方，也就是广意的质能守恒。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

6、，而物质具有的能量可以被看作是他的质量，运动的物体的质量要大过它静止的时候的质量，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的质能方程换算成物体的质量，只不过•般的情况下我们宏观世界运动的物体速度都太慢了，这个质量增加太不明显，所以你感觉不到质量的变化而已尽而推导下去，会发现当物体的速度很大了的时候质量的增加就会越来越大,当快接近光速的时候质量几乎是无限大,想要让无限大的质量继续加速你需要的推动力就是无限大，所以才有了第五个结论的光速是物体的速度极限。以上就是简化的相对论里面的重耍理论。再看量子论，量子力学是一们真正研究

7、原子内部规律的学科，研究的对象是微观尺度的问题，一方面由于我们从一岀生开始对于宏观世界规律的惯性，导致了我们经常不觉就把我门从宏观世界总结的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的高等数学基础，他的最基本理论叫"测不准原理"，也就是说在微观世界的测不准，拿电子来做例子，他在高速围绕原子核旋转的时候，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的位置，和他这一时刻的速度的•这个世界上的所有物质其实都是有波和粒两个性质的，只不过宏观物体的波性质很弱，粒子性很强，而微观物体特别是电子,波动性非常大，在很多的情况

8、下，他是被当作有波来看待的，波特有的性质就是衍射，所以不能确定它的具体位置，用宏观世界的经验和相对论都描述不了这原子内部的规律，所以才有的量子力学这个学科。简单的说就是，相对论是描述超大尺度空间的规律，而量子力学是描述原