网上有关“现代物理学两大支柱：量子力学和相对论”话题很是火热，小编也是针对现代物理学两大支柱：量子力学和相对论寻找了一些与之相关的一些信息进行分析，如果能碰巧解决你现在面临的问题，希望能够帮助到您。
1905年，爱因斯坦发表狭义相对论，1915年发表广义相对论。
我们基本上可以认为相对论是爱因斯坦一个人建立，但是量子力学的建立要复杂的多。
量子力学的开端始于对黑体辐射的测量。最开始，1859年德国科学家基尔霍夫首先提出来一个物体热辐射的理论，即物体辐射出来的能量，只和物体的温度以及辐射出来的电磁波波长有关系。
后来，斯蒂芬和波尔兹曼提出了一个斯蒂芬~波尔兹曼定律，这个定律显示：黑体的热辐射只和温度的4次方成正比。
而且，斯蒂芬和波尔兹曼的推导过程都很严格，是从热力学定律和麦克斯韦电磁理论里面推导出来的来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-786.html。
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所以，这个时候就是两个物理学定理开始打架了，一个说和波长有关系，一个说没关系。那么到底有没有关系？
后来做了实验，在某些情况下有关系，在某些情况下又没关系。
也就是说，实验做出来的曲线在一部分情况下符合基尔霍夫定律，在另外一部分情况下符合斯蒂芬~波尔兹曼定律。
普朗克根据实验曲线，用拟合的方式凑出来一个公式，这就是黑体辐射公式。然后再去解释这个凑出来的公式上面的每一个参数的具体含义。
这个公式显示，电磁波的能量和波长有关，同时必须假定能量是不连续的。
后来，爱因斯坦在研究光电效应的时候，发现普朗克的假设是正确的，必须假定，电磁波的能量是一份一份的。
电子只有吸收到超越某个极值的那份能量，然后才会产生电子发射效应。
爱因斯坦因为正确解释了光电效应，而获得了诺贝尔奖。
这一系列的事件，可以看成是量子力学发端的标志性事件。
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因为这些是科学实验和
科学假设告诉我们：这个世界完全是离散的和不连续的。
就像我们人的胳膊，实际上是和身体不连在一起的，它之所以不被扯掉下来，是因为分子和分子之间有氢键、二硫键等分子间的力把它连在一起的。
这些分子间力的本质作用是因为电磁力，而电磁力是因为吸收和发射虚光子引起的。
量子力学颠覆了以前科学家对这个世界的理解。
但是，量子力学解决了一个哲学问题：这个世界到底是不是无限可分的。
假如这个世界是无限可分的，那么就会面临着这个世界可以有无数多种组合，有无数多种规则，有无数多种现象，结果就是。万物的运动规律是一团乱麻，不可能构造如此有序的世界。
组成万物构造的最基本单位是原子，它只有三种东西构成：电子、质子和中子。
有限，就意味着物质的统一规律。
假如世界是无限可分的，我们可以设想一下，如果一个学校里面有无数本书，那么到底谁会毕业呢？没有人会毕业。
也可以认为，如果世界是无限可分的，那么就面临着一个没有结论的后果。
所以，量子力学告诉我们：基本粒子的数量是有限的，只有60多种。
且即是空间的大小，也不是无限可分的，分到最小不可再分的尺度，叫做普朗克尺度。
但是，这里又有一个问题。根据广义相对论，时空是连续的和光滑的。而且现在观察到的现象：时空确实是连续光滑的。
距离我们地球几亿光年以外的星星，它发出来的光在宇宙中经过了几乎是无限长的距离，飞到了我们眼睛里。
假如时空是不连续的，光线在飞行过程中会散射，损失能量。
因为按照量子力学的假设，真空其实并不是空的，它是虚粒子的海洋来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-731.html。每时每刻每分每秒，都有虚粒子产生同时在瞬间湮灭。
在几亿光年这一条直线上光飞过来，一个虚粒子都不碰到是不可能的，假如到一个虚粒子，这种碰撞就会损失能量，真空也会被加热。
如果时空是离散的这种现象真实发生了，那么天文学家的望远镜镜头下远处的星星是看不清楚的，它是模糊的，就像人得了近视眼一样。
这意味着这个世界上同时存在着量子力学的离散真空，又存在着连续、光滑的真空。
20世纪初，德国著名的数学家希尔伯特为了解决数学证明的一系列问题，提出了一个公理化原则来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-446.html。
公理化原则解决了一个问题，什么样的理论系统才具备导出结论的能力。
公理化原则，一个有效运行的系统：至少要有两套不同的理论。
公理化原则是说，如果一个理论体系要能够推导出结论，那么这个理论体系必须由N条公理组成， N要大于等于2。同时，这N条公理必须满足：彼此不相互矛盾~相容性，同时彼此独立。
从这个角度讲，宇宙最少应该拥有两种法则。
假如这个世界只有一种法则，那么最终的最后的结果，从数学上来说，可以得到无数个结论。
这一点又和时空的光滑性具有类似的性质。
所以我们这个世界既应该是有限的，又应该是无限的。
这个世界就像一个有无数本书的学校，每一个学生都可以随机的学任意数量的书，但是那些恰好学习了相同书的有限的学生，组成了一个彼此可以相互理解的世界。
这样的世界有无数个，但是他们彼此感觉不到对方的存在。
所以，在无限的世界里，每个人都只能看到有限。
这个世界有无数种规则，有无数物质，那些执行相同规则的物质，组成了我们的可观测宇宙。
所以，这个世界就是由有限和无限，两种规则构成的。
量子力学触及到的是有限的那部分，而相对论描述的是无限的那部分。
相对论与量子力学有什麼区别
能够解决物理学中量子力学和相对论的矛盾的数学理论是（）。
A.费马定理
B.超弦理论
C.拓扑学
D.黎曼积分
正确答案：B来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-529.html
相对论和量子力学之间的矛盾是什么？
牛顿的经典力学是描述宏观物体在低速状态下物理规律的理论，也就是我们通常可以看见的、较易理解的物理规律。不适用于微观粒子（例如原子内部）、接近光速的运动。
而爱因斯坦的相对论是在牛顿经典力学的基础上更进一步，囊括了宏观物体在高速、低速状态下的各种运动规律。即除了微观粒子，其他一切物理规律都遵循相对论。
量子力学则是最为神秘、最难以被世人理解的一种物理理论。该理论只用于研究微观粒子的运动规律，与我们所熟知的世界格格不入！但却是事实存在的。其代表人物是当今的霍金。量子力学也是现代物理学发展的又一个方向。
不过别忘了，现在的一切物理理论都不是完全正确的！因为最终，不管是相对论、量子力学……所有的理论都应当归为一种理论，而这种理论将能解释一切物理规律。
我们也应当辩证的看待这些物理学的理论。
“物理”，是人类研究宇宙中物质基本结构和物质运动规律的学科，简单来说，物理就是一门 探索 宇宙本质，挖掘宇宙起源奥秘的学问。地球上的每个人都想找到生命的意义，可是生命存在的“意义”没有标准答案，每个人都能找到属于自己的意义，而在物理学中，我们可以去 探索 宇宙存在的意义，以及宇宙演化的过程。
每当我们提到科学家，第一时间想到的肯定是物理学家的名字，比如说“牛顿”“爱因斯坦”“霍金”这些知名的科学家都是物理学家，同时物理学家的数学一般都不会太差，这些顶级物理学家都是超乎我们想象的“天才”来源:https://yz66.net/xwzx/202501-1681.html。
物理学家的伟大在于他们的发现可能会改变整个世界，物理学一直在塑造着我们对这个宇宙的基本认知，比如说爱因斯坦的广义相对论直接改变了我们对时空的认知，哈勃证明了宇宙在膨胀，直接改变了人类对宇宙整体的认知，量子力学的诞生改变了我们对微观粒子的认知，甚至让我们对宇宙的本质产生了怀疑。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-492.html
目前，人类物理学两大理论基础是“相对论”和“量子力学”，可以说人类对宇宙的全部认知都包括在这两个理论中了，可是这两个理论之间却存在着和比较大的“矛盾”，为什么量子力学和相对论无法相容呢？
相对论，是爱因斯坦提出的理论，可以分为“狭义相对论”和“广义相对论”，是一门研究“时空”和“引力”的理论，在最近一些年，物理学家认为人类现在的物理理论可以分为“经典理论”和“非经典理论”，所有的量子理论都属于“非经典理论”，如果从这个角度去思考的话，相对论也应该属于“经典”理论，这里的经典是指类似于经典力学这种建立于人类的认知和常识的理论。
爱因斯坦的相对论对人类世界影响深远，远远要比量子力学的影响大，狭义相对论的质能方程成为了人类核能的基础，不论是核电站还是原子弹都建立在质能方程这个理论基础之上。
在人类的传统认知中，质量和能量是八竿子打不着的两个观点，但是在相对论中指出，质量和能量其实是等价的，物质具备的能量会以质量的形式体现出来，因此所以的物质其实就具备着大量的能量，但是只有在十分极端的环境下，物质内具备的能量才能被释放出来。
在广义相对论中，重新定义了时空和引力，经典力学崛起于牛顿定义了引力这个概念，爱因斯坦第二次定义了引力，他认为引力并不是某种力，是“时空弯曲”，一个物体的质量会引起时空的弯曲，质量越大，物体的密度越高，让时空弯曲的程度就越高。不只是空间会弯曲，时间也会弯曲，因为时间的本质就是在描述物体运动快慢的物理量，当空间产生弯曲时，物体在这个弯曲空间移动的时间也会相对变慢。
相对论主要研究在高速运动和强引力场的情况下物质的规律，可以说相对论就是人类研究宇宙中宏观物体的理论基础。
相对论的提出，间接地促使了量子力学的诞生，爱因斯坦也为量子力学提供了许多帮助，他是量子力学重要的奠基人之一。来源:https://wzwebi.com/cshi/202501-370.html
时至今日，量子力学仍然是最让人费解和疑惑的理论，因为量子力学中的一些现象完全颠覆了我们的认知，并且在经典力学中完全没有类似的现象，相对论只要你仔细思考一下就会会发现，爱因斯坦的理论还是很合理的，但是量子力学中的想象会让你怀疑这个世界的本质。
在薛定谔这个猫这个思想实验中，猫的生死由镭的衰变决定，但是镭的衰变时间是无法预估的，它可能已经衰变了，也可能永远不会衰变，只有你打开装着猫的盒子才能判断这个猫的生死，但是你打开盒子的动作会导致猫咪的死亡，所以在你没有观察这个猫的时候，猫的状态就和镭一样，处于“又生又死”两种状态的叠加态中。
后续的一系列研究指出，观察者的观察可能会影响宇宙中已经发生的客观现实，在我们观察不到的地方，所有的量子都是处于“波粒二象性”的叠加态中，只有在我们观察后才能确定这个量子的状态。
还有“量子纠缠”这样的神奇现象，我们暂时无法解释为什么量子纠缠后的两个量子可以在瞬间做出变化，即使这种变化不传递信息，它仍然是超远距离的“瞬间作用”。
量子力学主要是研究宇宙最基本单位的构成和变化，也就是各种基本粒子是怎么组成我们这个宇宙的。
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很多人认为，量子力学和相对论的矛盾是因为“量子纠缠”这个现象无法解释，因为在相对论中是不允许超光速现象存在的。来源:https://yz66.net/cshi/202501-1763.html
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其实相对论和量子力学最大的矛盾并不是量子纠缠，而是两个理论对于四大基本力的解释无法相容，同时在数学上也无法相容。量子力学目前已经统一了宇宙中的三种基本力：“电磁力”“弱力”“强力”，但是量子力学无法解释引力的是怎么存在的来源:https://faithandyoung.com/cshi/202501-6779.html。
量子力学认为宇宙中的一切现象和力的传递都可以被视为基本粒子交换产生的，但是引力无法量子化，量子力学为了解释引力塑造出了“引力子”这个概念，但是始终没有找到真正的引力子，相对论对引力的描述才是最正确最合理的。同时在数学上，两者也无法相容，无法被归纳于一个标准模型下，可以说引力是量子力学解释整个宇宙的最后一块拼图，但是量子力学似乎对引力有些无能为力。
除此之外，两个理论的宇宙观也存在矛盾，从量子力学的角度去思考，这个宇宙是遵从“决定论”的，而在量子力学中，宇宙的本质是非决定论，一切都是不确定的。
量子力学和相对论是从不同尺度描述宇宙的两个理论，一个描述宏观，一个描述微观，存在无法相容的地方很正常。或许人类未来的理论，可以整合这两个理论，成为真正的“大一统理论”。
关于“现代物理学两大支柱：量子力学和相对论”这个话题的介绍，今天小编就给大家分享完了，如果对你有所帮助请保持对本站的关注！