量子力學(xué)與廣義相對(duì)論

1、量子力學(xué)與廣義相對(duì)論 （物電院13級(jí)勵(lì)志班杜梟）毫無(wú)疑問(wèn)，愛(ài)因斯坦與波爾是當(dāng)代最宏大的兩位科學(xué)家，而他們分別提出的廣義相對(duì)論和量子力學(xué)也深深地影響著近代物理的認(rèn)知，使人們對(duì)宇宙乃至世界的生疏提升到了一個(gè)新的高度。然而，對(duì)于這兩種具有深遠(yuǎn)意義的理論來(lái)說(shuō)，他們卻是互不相容的，很多物理學(xué)家究其一生想要統(tǒng)一他們，最終卻也不能取得進(jìn)展。假如狹義相對(duì)論是由一個(gè)人提煉并升華很多物理學(xué)家的成果的話，那么廣義相對(duì)論幾乎完全是由愛(ài)因斯坦獨(dú)立思考的結(jié)果。廣義相對(duì)論認(rèn)為時(shí)空是可以彎曲的，一個(gè)質(zhì)量很大但體積很小的物質(zhì)可以使它所在的時(shí)空發(fā)生扭曲，在這個(gè)扭曲的時(shí)空中，全部四周的物質(zhì)會(huì)向它靠近，這時(shí)候的時(shí)空就像一個(gè)漏斗一樣，

2、在其中也就會(huì)產(chǎn)生人們常說(shuō)的黑洞。今日，廣義相對(duì)論一般被描述為關(guān)于萬(wàn)有引力的相對(duì)論性協(xié)變理論。而后，水星近日點(diǎn)的進(jìn)動(dòng)和太陽(yáng)引力場(chǎng)對(duì)星光的彎曲的試驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果也為其供應(yīng)了試驗(yàn)依據(jù)。在20世紀(jì)60年月，隨著中子星，3k宇宙背景輻射等的發(fā)覺(jué)，廣義相對(duì)論在很多方面都取得了廣泛的應(yīng)用。可以說(shuō)，廣義相對(duì)論和量子力學(xué)堪稱二十世紀(jì)物理學(xué)的兩個(gè)劃時(shí)代的里程碑。假如說(shuō)廣義相對(duì)論的成功是基于宏觀大尺度的空間與時(shí)間的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的話，那么量子力學(xué)則關(guān)注的是微觀尺度中的時(shí)空中發(fā)生的事情。于是，有人期望將這兩種理論結(jié)合起來(lái)解釋宇宙大爆炸，但是在將近七十年的努力中，仍舊無(wú)法取得成功，這太難了，人們無(wú)法建立相關(guān)的試驗(yàn)依據(jù)。但這并不阻

3、礙這兩種理論的應(yīng)用，盡管現(xiàn)在不能統(tǒng)一，但他們分別適用于不同的領(lǐng)域，都解釋的是真實(shí)存在的物質(zhì)。不過(guò)，即使是這兩位宏大的人物，也會(huì)在自己理論的建設(shè)上產(chǎn)生分歧和爭(zhēng)辯，最有名的就是他們關(guān)于糾纏粒子的爭(zhēng)辯。自古以來(lái)，我們的對(duì)世界的認(rèn)知觀告知我們，要想挪動(dòng)一個(gè)東西，我們必需要接觸他，即使是磁鐵，也是具有磁場(chǎng)的作用，盡管我們中國(guó)存在隔空打牛的傳奇，但是人們也知道，那只是傳奇。然而，波爾提出的量子糾纏完全顛覆了我們的直覺(jué)，在量子力學(xué)中，兩個(gè)粒子可以自旋方向恰好相反，但沒(méi)有哪個(gè)粒子的自旋方向是確定的；又或者一堆粒子中恰有一個(gè)粒子被激發(fā)，但沒(méi)有哪一個(gè)粒子確定就是那個(gè)被激發(fā)的粒子。不論粒子身處何處，本身是什么粒子，彼此間可能施加了什么作用力，糾纏都可以把它們聯(lián)系起來(lái)理論上說(shuō)，分別位于星系兩端的一個(gè)電子和一個(gè)中子都可以完善糾纏在一起。因此，糾纏構(gòu)成了一種前人根本未曾想過(guò)的親熱聯(lián)系。愛(ài)因斯坦對(duì)這種理論撰文批駁，明顯他并不支持這種看法，他認(rèn)為，世界上不存在真正的物理非定域性。而后兩人就此進(jìn)行了長(zhǎng)期的爭(zhēng)辯，即使是都去世后，也沒(méi)有得出結(jié)果。好玩的是，后人通過(guò)各種試驗(yàn)驗(yàn)證，最終證明白這種理論的存在，即波爾是對(duì)的，愛(ài)因斯坦錯(cuò)了。由此可以看出，即使是再宏大的人，也有犯