量子力学吧 关注:101,396贴子:360,776
  • 2回复贴,共1

相对论的提出,颠覆了几千年来人们传统的时空观,时间相对,时空

只看楼主收藏回复

相对论的提出,颠覆了几千年来人们传统的时空观,时间相对,时空弯曲等议题无不冲击着人们的牢固的旧观念。时至今日,无论国内外都有一部分人,包括一些物理学者,都不支持相对论。经管相对论已经经受了一百年的考验,依然屹立不倒。比如有的物理学者认为广义相对论推导出黑洞的存在,就感到不舒服,妄图修改爱因斯坦的引力理论。还有一些学者,比如著名粒子物理学家温伯格在他的相对论教材中,坦言自己不相信引力的最终描述是微分几何,否认时空本质是弯曲的。
然而相比之下,量子力学给人们的思想冲击更大,比如薛定谔的猫,量子纠缠,波函数塌缩等,看似“更荒谬”。以薛定谔的猫为例,它是一个把微观量子领域的叠加态放大到宏观物体,猫身上的例子。也就是说,猫应该具有既生且死的叠加态。由此推知,我们人,自然界也应该具有多重态并存。或者更进一步,整个宇宙也是多重态并存,也就是人们所说的平行宇宙。
经管相对论看似十分离经叛道,但它研究的还是我们周围的四维时空,引力虽然被认为是时空弯曲的程度。但也还是存在于这个四维时空中的。然而,量子力学研究的微观粒子,比如一个电子时,引进了一个波函数的概念。这个
函数不存在于我们的实体世界,而是寄生于一个称为希尔伯特空间的抽象世界里,这个世界中没有时间,而且是无穷纬度。因为只有这样才能充分解释量子的多重叠加态。于是细思恐极的时刻到了,微观粒子在量子力学中被认为是存在于希尔伯特空间中的波函数。波函数是希尔伯特空间中的一个向量,作用于该向量上的数学对象是线性算子,如果该算子是幺正的,那么它就是可观测的。比如位置算子,能量算子等等。


IP属地:河北来自Android客户端1楼2020-08-24 17:22回复
    如果不引用波函数的概念,恐怕粒子的种种诡异行为,就无法获得合理解释。看来,量子力学发展了一百多年,波函数以及希尔伯特空间等抽象理论经受住了无数考验,似乎是正确的,至少是近似真实的。那么人们能否接收这样一个事实,我们本质上生活在一个更难以理解的希尔伯特空间中。


    IP属地:河北来自Android客户端2楼2020-08-24 17:23
    回复
      提到量子力学,就不能不说到“自旋”这个概念。比如电子的“自旋”只能有两个离散值,正负1/2。然而这个概念只存在于量子领域中,在宏观物理中没有对应的概念。虽然名字叫自旋,但是我们知道,电子没有体积的概念,所以何来自转一说。即使电子围绕着原子核转动,也只是角动量涉及。因此,电子的自旋虽然我们可以检测到,但是在四维时空中我们无法找到其合理的解释。看来只有到我们的母空间,希尔伯特空间中探寻了。实际上,自旋对应了希尔伯特空间中的自旋算子,当作用到波函数上,可以使波函数发生轻微的旋转。不过如何理解波函数在无穷维度的空间中旋转,恐怕我们又不得不在群表示论中寻找答案了。


      IP属地:河北来自Android客户端3楼2020-08-24 17:24
      回复