量子力学与广义相对论的区别


20世纪最重要的两大发现——量子力学和广义相对论,是现代物理学的基石。这两个理论都对我们目前的物理学知识至关重要,但它们似乎并不兼容。多年来,物理学家们一直在努力寻找这两个学派之间的共同点。这两个观点都解决了牛顿物理学的难题。这两个理论极大地改变了我们对物体应该是什么以及它们应该如何作用的理解。

阿尔伯特·爱因斯坦在1915年撰写并发表的广义相对论是现代物理学的基石,它综合了狭义相对论和引力。这对于我们对天体物理学和宇宙学的许多领域的理解至关重要。另一方面,量子力学描述了亚原子和原子水平上物质和能量的基本特性。它研究构成我们宇宙的各种粒子的行为,包括光子、电子和正电子。这两个理论都有截然不同的公式,本质上非常不同。

什么是量子力学?

量子力学是现代物理学的理论基础,它描述了光子、电子以及构成宇宙的所有其他粒子的奇特行为。量子力学的产生源于经典物理学无法解释19世纪末20世纪初发现的各种微观物理现象。

量子力学是物理学中研究亚原子粒子行为的子领域。它是现代物理学中一个重要的分支,试图解释分子、原子及其组成元素的性质。简而言之,物理学是研究事物如何运作的学科。

什么是广义相对论?

广义相对论,通常称为广义相对论,是经典物理学中的一个基本概念,因为它统一了狭义相对论和引力的概念。相对论的理论依赖于天体物理学和宇宙学的几个方面。广义相对论极大地改变了我们对空间和时间的概念。

根据相对论,物体不能同时处于两种不同的状态。但问题在于“同时”这个词。现在,时间的概念只是一个相对的概念,基于观察者的视角。根据相对论,你对事件的观察和测量取决于你自己的观点和事件本身。1915年,阿尔伯特·爱因斯坦发表了他的几何引力理论,也就是相对论。

差异:量子力学与广义相对论

下表突出显示了量子力学与广义相对论的主要区别:

特性

量子力学

广义相对论

理论

量子力学的研究试图描述分子和原子及其组成的行为,是现代物理学中最重要的分支之一。

爱因斯坦的相对论基于这样一个概念:光速和所有电磁辐射都是常数,与观察者相对于光源的位置无关。

事件

在量子力学中,事件是亚原子粒子之间基本相互作用的突然、局部表现。

根据爱因斯坦的相对论,事件是连续的和确定性的,你对事件的观察和测量取决于你自己的观点和事件本身。

所有观察都必须在进行观察的观察者的背景下理解。事件是在特定时间和地点发生的事情。

事件是时空宇宙学描述的基本组成部分。

结论

量子力学和广义相对论是物理学中两个重要的理论,它们描述了不同尺度上物质和能量的行为。

尽管这些理论取得了成功,但它们之间存在尚未完全协调的基本差异,包括它们的概率性和确定性以及它们所基于的根本原理。量子引力问题是这些差异的结果,并且仍然是当今物理学中最大的未解之谜之一。

更新于:2023年4月26日

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