为什么相对论比量子力学更容易被人接受?

 新闻资讯     |      2020-06-13 16:33

相对论和量子力学是上个世纪物理学建立起的两座科学大厦,物理学也就此从经典物理学跨入现代物理学。相对论给人类带来了全新的时空观,广义相对论将引力进行了几何化处理。量子力学的建立使人类认识到世界是不连续的,量子世界中的反常与人类的日常生活经验总结完全不相符。

相对论和量子力学都是现代物理学的基础,可是相比较而言学习量子力学的时候会更困难一些。费曼有一句名言“无人能懂量子力学”,而且他还对此非常确信。其实费曼在说这句话的时候还将相对论拿来和量子力学进行了比较,在费曼看来,任何一位物理系的毕业生都可以理解狭义相对论,但是世界上不会有人懂得量子力学。

狭义相对论比较简单,并没有涉及到复杂的计算,连高等数学都没有用到。狭义相对论是建立在两个基本假设基础上的,由光速不变原理和相对性原理一步步地即可分析出狭义相对论的基本关系式。目前在中学生的物理课本上就有关于狭义相对论的介绍,也就是说很多中学生就可以理解狭义相对论。

广义相对论涉及到非欧几何,爱因斯坦本人为了建立广义相对论专门学习了非欧几何。广义相对论要比狭义相对论难理解很多,不过广义相对论并不像量子力学那样是几乎所有物理分支的基础,只有理论物理、宇宙学、天体物理学等领域会以广义相对论为基础。

学习量子力学需要用到线性代数和微分方程、偏微分方程,没有一定的高等数学基础是不可能学好量子力学的。学习量子力学的时候很多人有一种感慨,就是在学习之前认为量子力学是多么复杂,学起来之后发现并非是自己想象的那么难学。而到了更高的高等量子力学阶段,才会认识到包括之前所学的量子力学并非是那么容易理解。到了更深的阶段才会觉得自己对量子力学是一点也不懂。费曼建立了量子力学的路径积分理论,他是量子力学的泰斗级人物,可他断言无人能懂量子力学。这就是因为费曼对量子力学的了解非常深入,他要认识的是量子力学为什么是这个样子?这样高深的问题的确是无人能够回答的。