狹義相對論需要大量加速度、角動量量子場論的內容

2021-01-08 對其的日常

廣義的原子能是廣義量子力學的一部分。量子力學裡的玻色-愛因斯坦量子力學,green-green量子力學,費曼-量子力學等都需要高量數學的基礎知識。實際應用中,狹義相對論需要大量加速度、角動量量子場論的內容,所以量子力學需要代數等數學內容。有部分量子力學工具(態論等)是從微積分應用過來的,所以量子力學需要極強的微積分和數學基礎。而有部分量子力學工具是從經典力學借鑑過來的,也就是量子物理學中的強相互作用量子力學、弱相互作用量子力學等,這部分量子力學需要強力數學基礎,比如微分方程等。因為量子物理很特殊。有一個特殊的名字就是相對論。

所以我們首先要知道量子力學到底是什麼。不妨將它比喻成一個先天不完備系統。(請注意我說的是相對論的不完備)量子力學是經典力學的變體。我們需要解決問題的根本目的是,如何描述這個全然不同的系統。這就有了經典力學和量子力學兩種理論。經典力學是唯一一個將,所有的問題和現象統一的理論。但同時,它也是有局限性的。量子力學是通過與真空態和量子態的修正而誕生的,雖然我們知道,這種修正是暫時的。但是這一修正可以使得我們更好的理解相對論。我覺得相對論的理解其實也很簡單,用兩個漢字概括就是「相差四個不確定性」就足夠了。

但是並不是說經典力學不存在局限性。比如說,看慣了極限法則會覺得正弦不成立,看慣了簡單的henkel不動點定理也會覺得耦合張量不成立。但是不要忘了這是處於相對論理論的大前提下的。量子力學給我們一個大前提,就是我們可以是不同的系統,在用不同的極限法則,定義不同的近似解。那麼,必然就存在著某種極限。不同的近似解的數學解的統一的理論就是量子力學。但是我們必須說的是,在量子力學裡面,這其實並不是數學解,而是一個主觀認識。是由數學家們想像出來的。既然是想像出來的東西,那麼就不會是對的。而哲學家那邊,由於相對論本身就是人類基於錯誤認識(一切物體的運動和穩定的解是不可能的)造成的。

那麼我們不得不承認,經典力學本身就是對的,或者說,一切物體的運動都是不可能的。不管是光子還是別的啥的。但是我們必須承認的是,你一定可以找到一個兩個粒子的統一理論,所以,其實本質上我們都是一樣的,就是兩個粒子在運動。既然如此,那麼就可以這麼解釋。所以我猜想題主的問題應該是,為什麼「同一個東西在別的問題裡面是不確定的,在量子力學中卻不行」。基於這個前提,我認為。量子力學是主觀的,而經典力學是客觀的。

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    描述和計算這個物理過程,需要研究粒子的產生和消滅的量子場論。這是量子力學中最高深的部分,然而不提場論的量子力學介紹,是不完整的。下文經授權選自戴瑾博士著《從零開始讀懂量子力學》(北京大學出版社,2020年4月)第18章,介紹了量子場論這個複雜理論體系中的一些基本概念。
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