量子力學與廣義相對論的區別


20世紀最重要的兩大發現——量子力學和廣義相對論,是現代物理學的基石。這兩個理論都對我們目前的物理學知識至關重要,但它們似乎並不相容。多年來,物理學家們一直在努力尋找這兩個學派之間的共同點。這兩個觀點都解決了牛頓物理學的難題。這兩個理論極大地改變了我們對物體應該是什麼以及它們應該如何作用的理解。

阿爾伯特·愛因斯坦在1915年撰寫並發表的廣義相對論是現代物理學的基石,它綜合了狹義相對論和引力。這對於我們對天體物理學和宇宙學的許多領域的理解至關重要。另一方面,量子力學描述了亞原子和原子水平上物質和能量的基本特性。它研究構成我們宇宙的各種粒子的行為,包括光子、電子和正電子。這兩個理論都有截然不同的公式,本質上非常不同。

什麼是量子力學?

量子力學是現代物理學的理論基礎,它描述了光子、電子以及構成宇宙的所有其他粒子的奇特行為。量子力學的產生源於經典物理學無法解釋19世紀末20世紀初發現的各種微觀物理現象。

量子力學是物理學中研究亞原子粒子行為的子領域。它是現代物理學中一個重要的分支,試圖解釋分子、原子及其組成元素的性質。簡而言之,物理學是研究事物如何運作的學科。

什麼是廣義相對論?

廣義相對論,通常稱為廣義相對論,是經典物理學中的一個基本概念,因為它統一了狹義相對論和引力的概念。相對論的理論依賴於天體物理學和宇宙學的幾個方面。廣義相對論極大地改變了我們對空間和時間的概念。

根據相對論,物體不能同時處於兩種不同的狀態。但問題在於“同時”這個詞。現在,時間的概念只是一個相對的概念,基於觀察者的視角。根據相對論,你對事件的觀察和測量取決於你自己的觀點和事件本身。1915年,阿爾伯特·愛因斯坦發表了他的幾何引力理論,也就是相對論。

差異:量子力學與廣義相對論

下表突出顯示了量子力學與廣義相對論的主要區別:

特性

量子力學

廣義相對論

理論

量子力學的研究試圖描述分子和原子及其組成的行為,是現代物理學中最重要的分支之一。

愛因斯坦的相對論基於這樣一個概念:光速和所有電磁輻射都是常數,與觀察者相對於光源的位置無關。

事件

在量子力學中,事件是亞原子粒子之間基本相互作用的突然、區域性表現。

根據愛因斯坦的相對論,事件是連續的和確定性的,你對事件的觀察和測量取決於你自己的觀點和事件本身。

所有觀察都必須在進行觀察的觀察者的背景下理解。事件是在特定時間和地點發生的事情。

事件是時空宇宙學描述的基本組成部分。

結論

量子力學和廣義相對論是物理學中兩個重要的理論,它們描述了不同尺度上物質和能量的行為。

儘管這些理論取得了成功,但它們之間存在尚未完全協調的基本差異,包括它們的機率性和確定性以及它們所基於的根本原理。量子引力問題是這些差異的結果,並且仍然是當今物理學中最大的未解之謎之一。

更新於:2023年4月26日

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