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為什么量子力學(xué)不能解釋引力現(xiàn)象?

 道禪居士 2018-08-07

這個(gè)問(wèn)題非常復(fù)雜,需要極為復(fù)雜的物理/數(shù)學(xué)知識(shí),本來(lái)不想回答的。但是看到你的問(wèn)題引出一大群民科胡說(shuō)八道,我覺(jué)得有必要簡(jiǎn)單說(shuō)一說(shuō)以正試聽(tīng),以免一群民誤人子弟。

弄清楚量子力學(xué)為啥無(wú)法解釋引力,我先簡(jiǎn)單介紹一下量子力學(xué)是如何描述這個(gè)世界的。

首先,在量子力學(xué)的核心思想就是量子化,用量子的角度去解釋世界。所以量子力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型中,把世界上所以粒子分為兩大類(lèi),費(fèi)米子和玻色子。

費(fèi)米子就是構(gòu)成我們這個(gè)世界的基本粒子,具有一定的質(zhì)量。而玻色子則是傳遞作用力的粒子。


量子力學(xué)認(rèn)為,是玻色子在費(fèi)米子之間傳遞,從而產(chǎn)生了作用力。

比如,傳遞電磁力,膠子傳遞強(qiáng)相互作用,w玻色子和z玻色子傳遞弱相互運(yùn)用。

以上量子力學(xué)的這些理論,已經(jīng)完美的解釋了除引力外的三種基本力,也和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完美符合。并且我們也在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn)了光子,膠子等等這些玻色子。所以說(shuō)在這些方面量子力學(xué)是非常成功的。

但是,如果按照量子力學(xué)的理論來(lái)解釋引力,就必然存在一種玻色子,叫做引力子。

但是問(wèn)題是,不僅僅因?yàn)槲覀冊(cè)趯?shí)驗(yàn)室從來(lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)引力子,而且單是從理論上在量子理論上引入假想的引力子,就會(huì)導(dǎo)致一系列嚴(yán)重問(wèn)題。所以量子引力理論根本無(wú)法建立。

所以,我簡(jiǎn)單概括一下,量子力學(xué)為啥目前還無(wú)法描述引力,已知的問(wèn)題如下。

根本無(wú)法發(fā)現(xiàn)引力子。無(wú)法發(fā)現(xiàn)的原因不僅僅是實(shí)驗(yàn)精度不夠,而且也無(wú)法預(yù)言引力子的存在。因?yàn)楝F(xiàn)代發(fā)現(xiàn)某種基本例子,都是通過(guò)這種例子發(fā)生某種相互作用,產(chǎn)生其他粒子的方法。到目前還沒(méi)有引力子和其他粒子相互作用的知識(shí)。

引入引力子會(huì)導(dǎo)致量子力學(xué)無(wú)法自恰。也就是說(shuō),即使我么假想已經(jīng)存在引力子,把引力子的特性帶入量子力學(xué),會(huì)使量子力學(xué)產(chǎn)生相互矛盾。

引力無(wú)法量子化。在量子力學(xué)的海森堡不確定原理下,粒子的位置與速度無(wú)法同時(shí)確知,尚不清楚如何決定一個(gè)粒子的引力場(chǎng)。

量子引力理論會(huì)和廣義相對(duì)論產(chǎn)生嚴(yán)重沖突。我們知道,相對(duì)論的核心就是非絕對(duì)時(shí)空觀。而量子力學(xué)則建立在類(lèi)似牛頓力學(xué)的絕對(duì)時(shí)空觀之上,在量子力學(xué)中,時(shí)間是非相對(duì)的,并且空間是平直的,這就導(dǎo)致了個(gè)相對(duì)論的嚴(yán)重沖突。

尤其是最后一點(diǎn),對(duì)于量子力學(xué)來(lái)說(shuō)最為致命。因?yàn)槟壳皬V義相對(duì)論已經(jīng)完美的解釋了各種引力現(xiàn)象,并且引力波在2017年也被我們觀測(cè)到,廣義相對(duì)論正確性毋庸置疑。但是如果用量子力學(xué)來(lái)解釋引力,似乎又意味著廣義相對(duì)論是錯(cuò)的,這根本不符合邏輯。

所以這就是為什么量子力學(xué)到現(xiàn)在解釋不了引力。同時(shí)廣義相對(duì)論也無(wú)法解釋電磁力。也許這意味著我們需要一種全新的理論。這也是目前理論學(xué)家的努力方向。但是遺憾的是,目前真的是看不到方向。

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