详细解释一下为什么相对论和量子力学是矛盾的?然后弦理论有没有解决这一矛盾?

2024-11-22 16:45:59
推荐回答(3个)
回答1:

1、狭义相对论与量子力学之间没有矛盾,统一描述它们的理论是量子场论,也就是狭义相对论性的量子理论。
2、广义相对论要求时空绝对连续、光滑。而量子力学所描述的世界是离散的、量子化的,因此与绝对光滑矛盾。这一主要矛盾在量子场论和广义相对论这一层次是无法调和的。其它还有确定性与非确定性、定域与非定域一些矛盾。
3、弦理论的提出初衷,的确是想缓和这个矛盾。它即要满足相对论的运动的相对性和光速不变性,又要与量子理论相一致。但它带来四个问题:1、世界必须是25维的;2、存在比光还快的粒子(快子);3、存在不能静止的粒子;4、它不包含费米子,也就是说没有夸克。
4、这些问题由后来在超对称性基础上建立起来的超弦理论得以解决,而且在微观环境下成功的解释了引力。
5、超弦理论的解释,简单的讲是,每个维数的空间是相互独立、卷曲的,表面上覆盖了一层一维的膜,所以这层膜也是卷曲、封闭的,所以也是连续的,但因为各空间是独立的,所以每个膜之间也是独立、离散的,也就是量子化的。我们的世界就存在于这些膜中。
6、超弦理论和再后来的M理论(膜理论)虽然能够在相对论基础上解释微观离散化(量子化)的时空,但它指定的空间必须是9维的(M理论指定11维),它又衍生出5个相互独立的超弦理论,哪个才是正确的?另外,这些三维以外的空间维数是不稳定的,需要加入大量的参数,这造成了弦理论可能的解大约有10的500次方个,如何调整这些参数?
7、我们眼前的世界,是可能的多重世界中的一个,还是在更基本规律演化下唯一的一个?弦理论内部也存在分歧。
8、弦理论发展到今天,给物理学带来了巨大的困惑。它提出的预言,以现有的科技实验水平是无法检测的,到现在为止,经过30多年的努力,人们还是没找到证明它的方法。那么,我们是应该勇敢的去接受一个完全是假设的理论,还是等待有了实验验证之后再去相信它?人类面临选择。

回答2:

广义相对论是描述高速宏观大尺度的理论,有可预见性;量子力学是描述微观亚原子世界的理论,有不确定性。两者在各自领域都能被实验证实。但是,两者不能都对。弦理论只是未被广泛认可的理论,实验极难证实弦和十六维度的存在。但是,我认为它该是爱因斯坦的大统一场论的答案。

回答3:

引一下以前的回答。
弦论不说实验困难到根本没法验证,至今也只能在定性上调和两者,定量上还是存有一定问题的。