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发表于 2019-4-26 21:54:22
相对论与量子力学的矛盾如下:
1。局部与非局部
相对论是一个局部理论,所谓局部,英语是local——意思是说,任何信号的传播速度都不能超过光速,因此,任何相互作用的传播速度也不会超过光速,因为这个原因,所以需要有引力波与电磁波,都只能以光速传播。
但是,量子力学不是一个局部理论,而是非局部的。量子力学的波函数是弥散在全空间的,可以说覆盖到了整个宇宙。在空间尺度上,波函数的势力范围没有一个截断。而且,一旦波函数被观测,它又会瞬间坍塌,这个都是非局部的——我们不知道波函数花了多长的时间来坍塌。
2。背景不依赖与背景依赖
相对论是背景不依赖的,所谓背景,英语是background,意思就是时空背景。广义相对论是一个描述时空背景本身的运动规律的理论。而量子力学则是建立在一个固定的时空背景之上的。这就好像,广义相对论描述的是一个铁路,但这个铁路可以不段变轨。而量子力学描述的是铁路上的火车,铁路是固定不变的。
一个真正的量子引力理论,必须是融合了广义相对论的背景不依赖的精神的。其实背景不依赖的本质就是对参考系没有依赖,或者说就是具有坐标变化下的协变性。(其实这就是广义相对性原理,又叫做微分同胚不变性)。
3。宏观与微观
广义相对论描述宏观的宇宙,量子力学描述微观的世界。这中间的尺度变化巨大,我们不知道怎么给它统一起来,也认为这里有一个潜在的矛盾,那就是广义相对论的思想实质如何应用到微观世界。不过我个人认为,广义相对论是一个几何理论,没有必要非得跟量子力学这个物理理论统一。也许是永远统一不了的——这中间还缺东西,这堆积木玩不了,似乎是还缺另外一些积木。 |
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