相對論和量子力學的矛盾點在哪裡?是否說明兩者之一是錯誤的?

相對論和量子力學的矛盾點在哪裡?是否說明兩者之一是錯誤的?誇密2018-08-04 20:59:47

相對論和量子力學的矛盾點在於廣義相對論不能量子化。首先相對論分為狹義相對論和廣義相對論,狹義相對論和量子力學沒什麼矛盾,兩者非常成功地結合為了量子場論,成為粒子物理學標準模型的基礎。但是廣義相對論和量子力學不能結合,導致引力無法納入量子場論的體系。

相對論和量子力學的矛盾點在哪裡?是否說明兩者之一是錯誤的?

任何一個物理理論的“正確”都是有其適用範圍和尺度。如圖,左上的牛頓力學(經典力學)在宏觀低速情況就是正確的理論,出了這個範圍才變為“錯誤”。例如到了右上的高速情況,正確的理論就變成了相對論,經典力學只是它的低速近似。到了左下的微觀情況,正確論就變成了量子力學,經典力學只是它的宏觀近似。到了右下的微觀高速領域就是量子場論。目前主流看法是量子場論應該是更基本的,廣義相對論是他的宏觀近似,但已有的量子場論還做不到這一點。

從愛因斯坦開始,物理學家一直夢想有一個“萬有理論”,能夠統一所有尺度的物理理論。不過量子場論的正確性一直小到普朗克尺度(約10的負35次方米),必須在這個尺度以內,才可能發現“萬有理論”正確,量子場論和量子力學錯誤。但這個尺度對人類來說太難達到了,除非建一個長度環繞整個地球的對撞機,耗盡整個地球的資源。