量子科学也遵循相对论吗?

柳下能元组织论之运动、时空
(量子论和相对论的统一)

柳下假设物质或能量有统一最小单位并称之为“能元”。能元不生不灭,不可分割,数量无穷;能元统一恒速各自径向扩展,两能元相遇实现于切点(径向恒速扩展,一点实现,这就是作用),并由切点重新展开,直至再遇重复前为;能元状态相应实现确定,能元在前后实现之间没有意义,不可言其大小和活动。
能元之间方位格局契合则应机实现递次牵制而组织为各种能元数量及动态谐合程度(即实现循环牵制的周期次数)的集聚体,能元集聚体之间或与能元之间相适会再组织为更复杂或更高层次结构的集聚体。能元集聚体即粒子或物体,离开能元什么都不存在。
能元假设导出三个运动学原理:
一、 速率、空间、时间都是能元或能元集聚体之间实现节奏比较,不存在绝对意义,V≡L/T。
柳下定义作为实现的存在为(广义)主体,那么,速率、空间、时间都是信息与主体活动节奏的比较实现。
能元扩展速度因为都一样,设其增大或减小N倍,能元之间实现节奏也必增大或减小N倍,则速度测量值或感觉不变,我们给它的定义是c ;若干能元的组织结构几何相似地扩大或缩小N倍,能元之间实现节奏也必减小或增大N倍,其中这样的主体(钟或人体)测量或感觉光速(即能元扩展速率)穿过这一组织的时间仍不变,空间测量或感觉当然也不变。这也是黑洞时空的柳下解。
二、前后实现之间的能元的虚拟中心为理想的绝对静止参照点。
在柳下运动学里,虽然设有虚拟的绝对静止参照,但又有速率、空间、时间都是比较值而无绝对意义的前设,所以,柳下运动学即不是传统的绝对运动学,也不是传统的相对运动学。
无穷数量的能元统一恒速(c)各自径向扩展,没有任何一个能元超c速活动,物体不过若干能元因实现而相互牵制的集聚体,当然其速率只可能小于c ,不可能大于或等于c 。
在理想的静止参照系看来,运动物体内部能元信息传递速度(能元扩展速度)与物体运动速度之差和物体外部光速(能元光传播速度)跟物体速度之差强一致(以即时速度计,无论是否加速,包括在各方向的矢量分量),并成为该物体的主体光速标准,因此,运动系物理定律不受影响,测光速不变且无法测出己速。

三、物体接受或释放能元或能元组织,改变内部能元之间实现路径和频率,也改变了物体速度,物体加速是量子式非连续的。这是柳下动力学原理,量子论和相对论彻底对接、统一。

设在柳下绝对静止坐标轴上,物体或光甲、乙分别以速度v甲、v乙运动。这里,v甲 和v乙是相对于绝对静止的,它们的比较标准是光速c。现在要问:在甲看来,乙速度V乙是多少呢?也就是问乙相对于甲的速度。

柳下运动学原理揭示,问题中的主体是甲,速度比较标准应是甲中能元信息传递速度与甲运动速度之差。
因为c是极限光速,所以( c-v甲) ≥(v乙 - v甲),V乙≤c,若v乙=c,则V乙=c,若v乙=v甲,则V乙=0。
若v乙>v甲,v乙 - v甲>0,V乙与静止参照系中甲同向,它的主体比较速度c-v甲中c被v甲部分抵偿。
若v乙<v甲,v乙 - v甲<0,V乙与静止参照系中甲反向(我们始终以问题速度V乙为正方向),它的主体比较速度c-v甲中c被v甲补偿。
而v甲 - v甲≡0,所以V甲≡0,也就是总测不出自身速度。
这是柳下速度主体变换。

物体量子式加速,其中能元实现节奏与物体绝对静止参照系中速度v有关系:

不同方向上能元间节奏的分裂会导致物体解体;若物体内部能元们在能元加入或释出时来得及协调,使物体在v方向收缩为

正好补偿了v方向的节奏,物体中能元实现节奏获得一致、谐调,赶上了最快的

柳下认为洛伦兹以物体在运动方向收缩来解释迈克耳孙实验的零结果是可取的,柳下并给出更彻底的物理意义。

因为钟慢,物体作为主体光测外物各个方向均有尺缩因子:

因相对运动(速度V)观测对方物体也有内部信息传递路径加长的钟慢效应因子和在运动方向尺缩效应因子:
(1)(2)式为主体自身变化,(3)(4)(5)式为主体对客体的观测效应,对客体存在无影响。

柳下对运动、时空给出彻底的解释,而且有实现哲学逻辑体系作支撑,我们已有理由以柳下主体相应运动概念取代爱因斯坦相对运动概念,以柳下主体相对时空取代爱因斯坦相对时空。柳下认为两物体相对运动方向相反但速率是不等的,而爱因斯坦在此问题上是错误的。速度、时空是客体信息的主体活动节奏比较实现,是具体主体的,而爱因斯坦没有给出速度、时空的正确定位。

柳下将命题拓展为柳下广义相对论:存在之间相应实现;作为实现的存在为(广义)主体,有实现就有主体,主体和实现严格对应;一切作用实现效度为实现的信息与主体相关项的比值。

——摘自柳下弈《实现哲学》第二版

量子力学的历史告诉我们,科学并不是万古不变的真理,科学也在不断地变化,将来的定理很有可能推翻或至少动摇现在的定理,而且科学的发展方向和方式也会受到人群的观念的影响。所以把当前的科学定理当成永不动摇的真理,并试图以科学定理来抹杀人文学科的特性的做法,就成了一种把科学当作宗教的科学教式的狂妄。在历史学方面,这样做的客观主义、实证主义等学派,因此而产生了许多瑕疵。

本文除微信公众平台,其他平台未经同意禁止转载。

无论是从理论上还是从实验角度上说,量子物理依然存在许多局限,很多问题尚未得到解决。当然,不要忘了,还有那些揭示量子世界怪异性的哲学问题。如果说问题让我们清醒,答案让我们沉睡,那么量子物理提供的每一个新答案似乎都会制造出许多让我们清醒过来的机会。

要想得到完备的量子理论,第一个障碍就是量子物理与引力理论的关系。尽管科学家已经可以在标准量子物理学中阐释引力(很简单,在薛定谔方程里加一项即可),关于引力场的量子理论也已经出炉(该理论预言了引力子的存在,假想的引力子负责传递两个物体间的引力作用),但至今还是没有一个理论能将量子理论和引力理论彻底统一起来。

量子力学非常具有哲理意味

不得不说,引力给科学家们带来了大量的问题。然而,它却是最自然、最普遍的力。它就在我们的周围,显现在我们的日常生活中,从坠落的叉子到舞动的星星,无不如此。

此外,自爱因斯坦 1907 — 1916 年所做的研究以来,我们对引力有了一个深层次的几何解释:物体的质量会导致时空的弯曲和变形。尽管爱因斯坦将引力理论和运动相对性结合在一起所得到的广义相对论因近几年发现了引力波而再次得到充分证实,但它似乎始终无法与量子力学原理成功地统一到一起。

相对论与量子力学无法统一

这两大理论之间有着许多明显不相容的地方,其中有两点看起来是无法逾越的。

首先,广义相对论认为时空是连续的,这一时空连续性概念与海森伯不确定性原理相冲突,也因量子理论中没有量子轨道的概念而与其冲突。第二,也是两者最明显的差别,量子真空概念与广义相对论里的真空概念完全相反。广义相对论认为真空的能量几近于零,而量子物理学认为真空中的能量是无限的。

二者关于能量的观点相去甚远,在科学观上可谓前所未见。然而,这两个理论在今天都被认为是经实验充分证实的理论,各自有各自的适用领域:广义相对论更适用于广阔的宇宙空间,量子物理则更适用于亚微观世界。

为了解决量子引力问题,科学家们进行了许多扩展性的研究,也提出了一些新的理论。有的理论尝试着在量子理论中引入引力,如超弦理论,该理论认为宇宙的最小组成单位不是夸克和电子,而是处于 10 维或 11 维时空的微小而抽象的弦。

反过来,我们也可以从引力出发,即从广义相对论出发,试着引入量子原理。圈量子引力理论遵循的就是这种思路,在这一理论中,空间失去了连续性,由微小的环形空间粒子组成。

目前,关于量子引力的理论有 20 多个,其中大多数理论认为时空还具有其他属性(如不可对易性、分形特性),时空本身并不存在,而是由粒子的群体相互作用或者抽象数学空间里的相互作用决定并产生的。爱因斯坦和薛定谔一直试图将已知的四种相互作用力统一在一个理论中,但始终未果。

总而言之,引力和量子原理统一的难题主要在接近无穷小的领域,具体地说,在普朗克长度这一尺度的领域。这一长度相当于一个原子的直径的十亿的几十亿倍的几十亿倍分之一!

相互竞争的理论如此之多,您可能会对此持反对态度:这样不会过于分散精力吗?为什么不集中精力只研究一到两个理论?然而,我们并不能这么肯定。

在过去的 15 年中,科学家提出了很多新的问题,实验观测也得到了很多结果,我们曾经的那份确信被撼动了。这就是法国数学家迪迪埃·诺顿所谓的“确信之事中的小石块”,也是现代物理学宏伟大厦的裂纹。这裂纹有一天会变成裂缝,但同时也提供了一股活力:裂缝让阳光可以照进来,使大厦完成蜕变。

事实上,我们之所以曾经那么确信,是因为我们已经习惯了宣称量子力学和广义相对论从来都没有出过差错。这使我笃信这些理论,并将其奉为永恒不变的神圣真理。

但其实,现在我们发现的离经叛道、一反常理的东西可谓多如牛毛!

排在最前面的是那些看不见的物质和能量。它们虽然肉眼不可见,但通过遥远空间里的间接作用,我们却能知晓它们的存在。然而,我们对它们几乎一无所知,完全不知道它们本质上是什么,它们也尚未被纳入现今占主导地位的理论框架中。

从我们给它们起的名字就足以看出这一点:我们把它们称为暗物质和暗能量,就好像是为了掩盖我们的无知和不安一样。

观测结果告诉我们不可以妄自尊大,因为根据最新的预测(基于 年普朗克卫星收集到的数据),暗物质与暗能量分别占宇宙总能量的 26.8% 和 68.3% 。普通物质,即我们用最完备的理论可以解释并深入了解的那一部分物质,其占比却不到5%!

从尼古拉·哥白尼( 1473 — 1543 )开始,我们就知道地球并不是宇宙的中心,甚至连银河系的中心都不是。现在,现代科学又告诉我们,地球上的物质也不同于宇宙中的大部分物质!

我们这些地球的临时租客,看起来好像生活在某个星球上,这个星球围绕着某个恒星沿轨道运行,该恒星属于某个星系,这个星系又处于可观测宇宙的某一块区域……这里的“某”指的是许多个中的任意一个,这么多“某”,着实让人头晕目眩。

在过去的数百年中,我们发现了更多的行星、更多的恒星、更多的星系、更多的宇宙区域,这种眩晕之感也从未消减。

爱因斯坦、薛定谔、玻尔、海森伯以及许多其他科学家的研究,使我们在各领域中对绝对、永恒和真实的那份确信逐渐消散。或许,我们的宇宙也不是唯一的?它可能只是众多宇宙中的一个?谁知道呢?

本文节选自《沙滩上的薛定谔》,已获出版社授权独家首发。该书是量子力学的简史,虽然简明,却该说的都说到了。对量子力学感兴趣的朋友值得一观。

欢迎参加征文大赛!奖金多多!

专业之中最通俗,通俗之中最专业

熟悉历史陌生化,陌生历史普及化

量子论和相对论是二十世纪最伟大的两个改变世界的理论,

影响和改变着我们的世界。

量子论是现代物理学的两大基石之一。

量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。

量子力学适用于微观亚原子,

量子论给我们提供了新的关

于自然界的表述方法和思考方法。

量子论揭示了微观物质世界的基本规律,

核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。

释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、光的吸收与辐射等。相对论

是关于时空和引力的基本理论,主要由阿尔伯特

依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。

相对论和量子力学的提出给

物理学带来了革命性的变化,

共同奠定了近代物理学的基础。

狭义相对论和广义相对论,

狭义相对论适用于惯性系,

适用于惯性系和非惯性系。狭义相对论是建立在四维时空观上的一个理论

狭义相对论有两个原理,

物理规律在所有的惯性系中有相同的

于光源或者观测者的运动

无关。狭义相对论的结论有:①长度收缩;②时间延续;③相对质量;④相对论

①建立了是用于高速运动的更加精确的时空

②促进了原子能的利用;

③导致了广义相对论的建立,

应用。广义相对论是爱因斯坦继狭义相对论之后,深入研究引力理论,于

年提出的引力场的相对论理论。

这一理论完全不同于牛顿的引力论,

归结为物体周围的时空弯曲,

把物体受引力作用而运动,

中沿短程线的自由运动。

广义相对论亦称时空几何动力学,

为时空的几何特性。广义相对论的两个基本原理是:一,等效原理:引力与

惯性力等效;二,广义相对性原理

所有的物理定律在任何参考系

量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。

核物理学和粒子物理学奠定

了理论基础。它能很好地解释原子结构、原子光谱的规律性、化学元素的性质、

量子论:光电效应、康普顿效应、德布罗意波长、波粒二象性。

布罗意提出了物质波假说,将波粒二象性运用于电子之类的粒子束,把量

子论发展到一个新的高度。

年薛定谔率先沿着物质波概念成功地确立了电子的波动

方程,为量子理论找到了一个基本公式,并由此创建了波动力学。

几乎与薛定谔同时,海森伯写出了以“关于运动学和力学关系的量子

论的重新解释”为题的论文,创立了解决量子波动理论的矩阵方法。

我要回帖

更多关于 相对论和量子力学哪个更伟大 的文章

 

随机推荐