相對論與量子力學(xué)的不協(xié)調(diào)問題

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1、三、相對論與量子力學(xué)的不協(xié)調(diào)問題-傻人的日志-網(wǎng)易博客“盡管相對論與量子力學(xué)已經(jīng)取得了很大成功,但我們還不能把近代物理學(xué)看成一門已經(jīng)完成了的物理學(xué)。在當(dāng)代物理學(xué)研究中,絕大部分挑戰(zhàn)和機(jī)會都是屬于近代物理學(xué)的...blog.163.com/sharen2010@126/blog/sta...2012-7-2-百度快照物質(zhì)的終極結(jié)構(gòu)三、相對論與量子力學(xué)的不協(xié)調(diào)問題??三、相對論與量子力學(xué)的不協(xié)調(diào)問題在“前沿科學(xué)”雜志創(chuàng)刊一周年座談會上，國家外國專家局原局長馬俊如發(fā)言：“當(dāng)前科技界存在的最主要問題是對自己發(fā)展科學(xué)的自信心不夠。他說，缺乏自信心表現(xiàn)在多方面。在基礎(chǔ)研究方面，表現(xiàn)為獨立思考提出

2、來的研究命題很少，大多數(shù)或者主要的都是跟著國際風(fēng)向走。同時，不敢挑戰(zhàn)權(quán)威，迎合國際觀點，做一些驗證性的工作。”阿蘭?杉德基在《起源》中說：“科學(xué)是唯一的自動糾錯的人類系統(tǒng)，不過，科學(xué)也是只有通過證明自己錯誤才得以進(jìn)步的過程?！蔽锢韺W(xué)最基本的目的是尋求自然界物質(zhì)運動的統(tǒng)一規(guī)律，然而現(xiàn)代物理學(xué)擁有一個支離破碎的物理理念世界:超宏觀的有天文學(xué)的"黑洞"，"宇宙大爆炸";微觀的有微觀粒子的波粒二象性;介于其間的有狹義和廣義相對論。量子力學(xué)的不確定原理，使真空中充滿虛實粒子對，它們具有無限大的能量，按照相對論就應(yīng)該有無限大的質(zhì)量，進(jìn)而產(chǎn)生無限大的引力，宇宙就會坍塌成一個點，但實際宇宙并未坍塌。

3、我們的科學(xué)被劃分成了一個個相對孤立的體系，并不斷地進(jìn)行繼續(xù)的分化，看起來科學(xué)之樹越來越枝繁葉茂，但同時也越來越繁瑣，越來越孤立。實驗和理論的對立統(tǒng)一作為科學(xué)發(fā)展的內(nèi)在動力是根本的，也是顯而易見的。但是，世紀(jì)之交的物理學(xué)革命表明，各理論體系之間的對立統(tǒng)一也是科學(xué)發(fā)展的一種不可忽視的內(nèi)在動力，它有時也會導(dǎo)致新概念或新理論的提出?？陀^世界是統(tǒng)一的，作為反映客觀世界運動規(guī)律的理論必然具有某種內(nèi)在的聯(lián)系。這是從表面上的對立入手，追求本質(zhì)上統(tǒng)一的理論的客觀基礎(chǔ)。作為演繹前提的基本概念和基本假設(shè)變得愈來愈抽象，愈來愈遠(yuǎn)離感覺經(jīng)驗。僅僅通過實驗，用構(gòu)造性的努力去發(fā)現(xiàn)真實定律是相當(dāng)困難的，甚至是不可能

4、的。著眼于各理論體系之間的對立統(tǒng)一，往往能創(chuàng)出新路。由于種種條件的限制，有關(guān)實驗在一定的歷史時期內(nèi)不可能實現(xiàn)或一時難以完成。如果要等實驗與現(xiàn)有科學(xué)理論發(fā)生尖銳矛盾時再立足于實驗事實進(jìn)行研究，勢必大大延緩科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。在這種情況下，從舊有理論體系之間的矛盾入手，往往能取得突破。實驗由于設(shè)備復(fù)雜、要求精度很高等原因，其他人往往難以重復(fù)，這樣便難于及時得到科學(xué)界的公認(rèn)和受到應(yīng)有的重視?？茖W(xué)家(包括實驗者本人)對新實驗的認(rèn)識有一個曲折的過程，特別是那些觸及傳統(tǒng)觀念的實驗，其深刻意義往往需要很久才能被揭示出來。在現(xiàn)代物理學(xué)把各個學(xué)科的觀察分別描述成各種互相獨立的力作用系統(tǒng)，而忽略了其中的內(nèi)在

5、聯(lián)系。中科院原院長、理論物理學(xué)家周光召2005年在中科院理論物理所的一次演講中所說：“像相對論、量子力學(xué)或是量子場論這些最基本的理論，到現(xiàn)在為止，仍有跡象表明都不是最終的理論。無論是基本粒子，還是天體物理，都在不斷提供很多新的現(xiàn)象，對這些現(xiàn)象，現(xiàn)有的理論完全無法解釋?！蔽覈晃恢碚撐锢韺W(xué)家曾表示：“從五十年代開始廣義相對論引力論工作者用不同的條件和數(shù)學(xué)方法發(fā)表了數(shù)以百計篇的場方程準(zhǔn)確解的論文。但是，作者們自己也不得不承認(rèn)這些解的絕大多數(shù)和物理現(xiàn)象沒有關(guān)系?！蔽覈茖W(xué)家周光召先生在《21世紀(jì)一百個科學(xué)難題》一書的序言中明確指出：“科學(xué)問題的產(chǎn)生和出現(xiàn)往往是科學(xué)真理產(chǎn)生的標(biāo)志，往

6、往也是一個全新科學(xué)體系誕生的前提條件?！比绻f目前尚有100道物理難題困擾著人類；然而比起其他99道物理難題來，量子力學(xué)同相對論的協(xié)調(diào)問題乃是所有問題的根本。此問題實乃20世紀(jì)人類留給21世紀(jì)物理學(xué)的第一朵“烏云”。一位學(xué)者說：現(xiàn)在的物理學(xué)家應(yīng)該是這樣的一些人，星期一、三、五研究量子理論，星期二、四、六研究引力相對論，星期日就去向上帝祈禱。讓別人，最好是他自己能把量子理論與相對論結(jié)合在一起。愛因斯坦于1946年就指出：“迄今為止想把量子論和相對論融合起來的一切努力都遇到了抵制”?！?】30余年后惠勒再次指出：“我們常說，物理學(xué)中最大的問題是協(xié)調(diào)量子論和相對論。我現(xiàn)在更顯明地說：量子論

7、和相對論根本不能協(xié)調(diào)”。【3】霍夫曼則說：“雖然在我們尋求知識當(dāng)中，這兩個理論一起作出了最深刻的進(jìn)展，然而它們必將彼此為敵，要等到一個更加有力的理論把這兩個理論都征服了，它們的根本分歧才會得到解決。新理論會消除我們現(xiàn)在煞費苦心獲得的關(guān)于空間、時間、物質(zhì)和輻射及因果性等的幻想?！薄?】也有人說：量子理論同相對論之間，有著深刻的，尖銳的，災(zāi)難性的矛盾。妥善解決量子理論同相對論之間的問題，應(yīng)該是蘊(yùn)含了一場科學(xué)的革命。李政道提出，在21世紀(jì)會出現(xiàn)四個重大的研究領(lǐng)域