近百年来,物理学界一直被一朵乌云笼罩着。无论科学界如何努力,都无法把量子力学和广义相对论实现统一。
量子力学和相对论是现代物理学大厦的两大基石,一个统治着微观世界,另一个统治着宏观世界,两种理论在各自领域都发挥着重要作用,都被证明准确无疑。
但是当科学家们试图把两大理论合二为一时,问题就出现了。他们发现两大理论并不协调,很难将它们融合在一起,而大自然又不可能有两套不同的大自然法则。
从宏观角度来讲,爱因斯坦的广义相对论非常好用,它描述了引力的本质,告诉我们宇宙时空就像一张蹦床,非常平滑的结构,物体在时空中可以扭曲时空,从而感受到了引力。
说白了,所谓的引力,其实只是时空的扭曲和波纹造成的,是时空弯曲的结果。广义相对论下的宇宙使用是平滑的。
但是从微观角度来讲,量子力学描述了完全不一样的宇宙时空,与广义相对论大相径庭。在微观世界,广义相对论描述的平滑时空变成了一个不连续的,结构极不稳定的世界。
那里的一切都是不确定的,时空也变得波动而混乱,是一个喧嚣的世界,传统的上下左右,甚至连时间的概念都不存在了。在微观世界,你可以同时位于不同的两个地方,你甚至可以在到达某个地方之前,就已经在那里了。
也就是说,微观世界根本就没有所谓的“因果律”,一切都是随机的,不确定的。
爱因斯坦创建了相对论,同时他也是量子力学的奠基人之一。他当然不会反对量子力学,反对的只是有关量子力学的描述,也就是不确定性。
爱因斯坦认为,在量子世界背后,一定存在着某种隐变量还没有被发现,以至于让微观世界表现出“不确定性”的假象。他坚持认为世界是可描述的,是确定的。
爱因斯坦一直坚持自己的理念,在自己的后半生,爱因斯坦几乎都在为统一相对论和量子力学而努力着,可惜的是直到爱因斯坦离世,仍旧没能完成统一。爱因斯坦去世后的几十年时间里,一直到今天,科学家们同样没能统一相对论和量子力学。
但不可否认的是,两大理论都在各自领域发挥着它们的魔力,相对论就不多说了。很多人可能对量子力学不太熟悉,并不知道,我们平时使用的灯泡,电子产品还有量子通信技术等,其实都是基于量子力学带来的变革!
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