本文目录导航:
量子力学三大定律?
量子力学三大定律为:量子力学第一定律超光速,量子力学第二定律宇宙无引力,量子力学第三定律宇宙神学。
该理论形成于20世纪初期,彻底改变了人们对物质组成成分的认识。
微观世界里,粒子不是台球,而是嗡嗡跳跃的概率云,它们不只存在一个位置,也不会从点A通过一条单一路径到达点B。
根据量子理论,粒子的行为常常像波,用于描述粒子行为的“波函数”预测一个粒子可能的特性,诸如它的位置和速度,而非确定的特性。
物理学中有些怪异的概念,诸如纠缠和不确定性原理,就源于量子力学。
量子力学问题
按动力学意义上说,量子力学的运动方程是,当体系的某一时刻的状态被知道时,可以根据运动方程预言它的未来和过去任意时刻的状态。
量子力学的预言和经典物理学运动方程(质点运动方程和波动方程)的预言在性质上是不同的。
在经典物理学理论中,对一个体系的测量不会改变它的状态,它只有一种变化,并按运动方程演进。
因此,运动方程对决定体系状态的力学量可以作出确定的预言。
量子力学可以算作是被验证的最严密的物理理论之一了。
至今为止,所有的实验数据均无法推翻量子力学。
大多数物理学家认为,它“几乎”在所有情况下,正确地描写能量和物质的物理性质。
虽然如此,量子力学中,依然存在着概念上的弱点和缺陷,除上述的万有引力的量子理论的缺乏外,至今为止对量子力学的解释存在着争议。
量子力学中的引力子
引力子,Graviton,又称重力子,在物理学中是一个传递引力的假想粒子(仍未知是否真正存在)。
两个物体之间的引力可以归结为构成这两个物体的粒子之间的引力子交换。
为了传递引力,引力子必须永远相吸、作用范围无限远及以无限多的型态出现。
在量子力学中,引力子被定义为一个自旋为2、质量为零的玻色子。
引力子是量子力学的产物,相对论和量子力学本身就存在冲突,所以寻找引力子成为调和量子力学和相对论力学的途径之一。
爱因斯坦在完成他的相对论后,就一直着手于建立统一场论,试图完成物理学的大统一,可惜那时候各方面的条件都不足,甚至那时候四大作用力只发现了两个,爱因斯坦最终以失败而告终,但是激励了后来的物理学家。
物理学中一共有四大基本力——强力、弱力、电磁力和万有引力;其中引力最先被发现,后来麦克斯韦把电和磁统一到了电磁理论中,四大基本作用力主宰着我们世界微观到宏观的一切,但是又存在明显差异。
爱因斯坦的相对论在描述宏观世界时非常成功,尤其是广义相对论把引力描述为空间的几何效应,解决了天体物理学的众多难题;爱因斯坦受此启发,也试图把电磁力几何化,但是没有成功。
在上世纪五十年代前后,强力和弱力相继被发现,更是激起了物理学家们对大统一理论的热情,要知道从万有引力到电磁力的发现经历了100多年的时间,而距离电磁力的发现已经有100多年了,每次新基本力的发现,都会让一位大物理学家名留青史(前者是牛顿和库伦)。
而这次物理学的机遇,留给了杨振宁和米尔斯,他们两人共同提出了杨-米尔斯理论,建立了大名鼎鼎的标准模型,标准模型在理论上完成了强力、弱力和电磁力的统一。
这三种力的统一都有一个特点,就是需要至少一种传递介子,比如电磁力的传递介子是光子,强力的传递介子是胶子,而弱力的传递介子是w玻色子和z玻色子。
标准模型一下子统一了三种基本力,可以说是取得了巨大的成功,那么标准模型的下一步,自然是想把万有引力也统一进来,可惜在相对论的领域上,标准模型似乎没有话语权;根据标准模型的描述,把传递引力的介子叫做引力子,定义为自旋为2,静止质量为零的玻色子,但是引力子目前只存在于理论中。
科学家使用各种精密的实验来寻找引力子,但是都没有成功,可能的原因是:引力子的频率非常低,波长非常长,所以引力子携带的能量非常低。
比如地球拥有巨大的质量,那么地球引力子的波长理论上有6光年,能量数量级为10^-42焦耳,如此微弱的能量,现有仪器根本无法探测到。
有人可能觉得,引力波都被证实了,难道不是间接证明了引力子存在吗? 当然不是,引力波是空间的涟漪,并不能说明引力子存在,好比在19世纪末,物理学家知道电磁波的存在,但是并不能说明光子存在,直到爱因斯坦正确解释了光电效应,才说明光子是存在的。
目前量子力学主宰着微观世界,而相对论在描述宏观方面非常成功,但是两者又存在不相容的地方,而对万有引力的描述是分歧之一,所以寻找引力子,成为调和量子力学和相对论力学的途径之一。
从量子力学的角度看,是什么产生的万有引力?地球为什么可以吸引地球上一切的物体?
1. 根据最新的科学研究,传统的“万有引力”概念需要重新审视。
万有引力并不是物体间的直接相互吸引作用,这一概念与量子力学并无直接关联。
2. 地球对地球上物体的“吸引”实际上是一个简化的描述。
实际上,物体之间的“引力”效应是由于它们的质量导致的时空扭曲,而非传统意义上的“吸引力”。
3. 因此,地球吸引地球上物体的现象,实质上是由于物体在地球的引力场中受到的向地心方向的加速度,这种现象的表象被误解为“吸引”。
4. 有关万有引力的深入理解和解释,可以参考物理学中的广义相对论理论,它提供了对引力现象更为精确的描述。
5. 有关引力的本质和物体间相互作用的最新理论,建议参阅专业的物理学资源和文献,以获得更准确的科学解释。
评论(0)