Tuesday, January 1, 2013

QED微扰论中所有三线顶角都不满足动量和能量同时守恒,所以为了让二阶以上S矩阵所对应的物理过程能发生,必须要引入virtual particle的概念。virtual particle都是off-shell的,这直接打破了相对论粒子必须on-shell的条件




量子力学与相对论的矛盾之处在哪里?

为什么说它们格格不入?为什么说他们不相容?
  • 1楼
  • 2008-10-03 13:58
吧友218.22.21.*
相对论是非线性、局域、实在论的;
(正统)量子力学是线性、非局域、实证论的。
这些是数学、物理、哲学方面的主要矛盾。
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  • 2楼
  • 2008-10-03 16:46
从E=mc2和E=hν可以推得量子力学的基本公式mc=h/λ:
mc2=hν
mc=hν/c=h/λ
这说明两者具有逻辑的自洽关系。
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  • 3楼
  • 2008-10-09 15:14
吧友222.212.193.*
只有变量没有常量
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  • 4楼
  • 2008-10-09 16:57
量子力学和狭义相对论没矛盾。
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  • 5楼
  • 2008-10-09 17:06
吧友218.22.21.*
量子力学的基本公p=h/λ是de Broglie根据全套相对论公式导得的。
可参阅de Broglie的博士论文。
在倪光炯的一本书中有介绍。
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  • 6楼
  • 2008-10-11 18:53
吧友218.22.21.*
量子力学和狭义相对论有矛盾。
量子力学的非局域性,就与狭义相对论格格不入。
即使Klein-Gaodon的量子力学或Dirac的量子力学也有不符合狭义相对论之处。主要就是非局域性!
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  • 7楼
  • 2008-10-11 18:58
量子力学暗示没有因果性,随机性是世界的基石!这与爱因斯坦的因果性,局域性相悖;换句话说,量子力学有点形而上学的味道
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  • 8楼
  • 2008-10-11 19:27
至今为止,仅仅万有引力无法使用量子力学来描述。因此,在黑洞附近,或者将整个宇宙作为整体来看的话,量子力学可能遇到了其适用边界。目前使用量子力学,或者使用广义相对论,均无法解释,一个粒子到达黑洞的奇点时的物理状况。广义相对论预言,该粒子会被压缩到密度无限大;而量子力学则预言,由于粒子的位置无法被确定,因此,它无法达到密度无限大,而可以逃离黑洞。因此 20 世纪最重要的两个新的物理理论,量子力学和广义相对论互相矛盾。
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  • 9楼
  • 2008-10-11 20:16
量子力学的许多解释,涉及到一般的哲学问题,这些问题又涉及到本体论、认识论和科学哲学的基本概念和理论。以下为一些这些问题:

决定论:自然是偶然的还是自然规律是严格决定性的?
局部性/可分离性:所有的相互作用都是局部性的还是有远程相互作用?
因果
现实
完全性:存在一个万有理论吗?
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  • 10楼
  • 2008-10-11 20:27
都什么时代了还在提局域性。相对论性量子力学又不是单粒子理论而是场论性质的。
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  • 11楼
  • 2008-10-11 21:24
吧友218.22.21.*
非但“相对论性量子力学是场论性质的”,而且“非相对论性量子力学”也一定是系综描述的。
说明量子力学的系综诠释有一定道理。
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  • 12楼
  • 2008-10-12 08:23
吧友218.22.21.*
你怎么理解“波粒二象性”?
还是“波粒二象性”根本不对?
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  • 13楼
  • 2008-10-12 08:25
吧友218.22.21.*
局域性并非粒子性。
老兄对非局域性概念的理解太肤浅了。
非局域性并非场论性质,它还体现在关联性方面。不仅仅是粒子与粒子之间的隐关联,而且还包括系统与系统之间的隐关联。
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  • 14楼
  • 2008-10-12 09:22
首先,非相对论性量子力学不一定非要用系综描述。因为它是零温下的理论,同理,零温下的相对论性量子力学也未必要用系综描述。
其次,场论性质指二次量子化方法(和系综无关),粒子看成场的激元,类空传播子可以解释为反粒子的传播,从而避免了所谓“非局域性”问题,这和波粒二象性没有任何关系。
最后,所谓的非局域性只存在于纠缠态中,而纠缠态的两个粒子之间没有实际的可观察量传播所以和狭义相对论并不冲突。
就好比说用一个手电筒照出一束光,然后晃动手电筒,那么光束末端在月球上的投影的移动速度就会超过光速。但这并不违反相对论一样。
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  • 15楼
  • 2008-10-12 12:06
吧友218.22.21.*
"用一个手电筒照出一束光,然后晃动手电筒,那么光束末端在月球上的投影的移动速度就会超过光速"这是相速度超光速,没有什么可奇怪的!因而“超光速”传播量子信息是根本不可能的!
量子力学中的“非局域性”是这样吗?不要文过饰非!
量子力学能“避免了所谓‘非局域性’问题”吗?第一次听你这么说!
你的这种解释是一厢情愿,世界上许多物理学大家都没有你这么说的。
量子力学的“非局域性”在Bohr那时就已经知道了。
用不着为正统量子力学诠释打掩护!
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  • 16楼
  • 2008-10-12 17:19
楼上不要激动哈,激动容易造成失去判断力。
首先投影移动速度超过光速不是相速度超过光速,而仅仅由于“投影移动速度”不是当时当地测量的相对速度,不受相对论制约。
其次我已经说过了纠缠态的所谓非局域没有任何实际物理量在两个粒子之间传播了。量子场论在处理传播问题的时候,使用各种格林函数描述虚粒子或内过程,而纠缠态不涉及这些问题,哥本哈根解释已经很完美地解释了纠缠态,并且在实践中的量子计算理论也是以它作为基础的。
提请楼上注意,我们的论题是“量子力学与狭义相对论的矛盾之处”,而不是“量子力学有什么自身缺陷”。
狭义相对论当然不能弥补量子力学在解释非局域性问题上的“缺陷”它和量子力学结合的产物是QED和QFT, 是至今人类历史上发明的精度最高和最成功的两个理论,你能说它们有什么矛盾?
按你的意思,量子力学本身就不完备,所以其他理论全都和它有矛盾。那还有什么意思呢
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  • 17楼
  • 2008-10-12 18:21
再补充几点:
引入场的观点,进行二次量子化看似是很麻烦的手段,
它可以将类空的传播子解释成反粒子逆着传播方向传播,从而避免了“非局域”性。这个解释是大名鼎鼎的R.P.费曼给出的。
而这个“非局域”性不是纠缠态的那个非局域,而是存在物理量传播的超光速问题。
用简单一点的话说:
非相对论量子力学的一个主要困难是:一个粒子在空间传播,在无限短的时间内传播无限远的概率幅都不能严格为零。狭义相对论的引入解决了这个问题。
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  • 18楼
  • 2008-10-12 18:34
吧友218.22.21.*
不同意你的说法。
如果量子力学与相对论没有矛盾,那EPR论证为了什么?
此外,你的“非局域性”与别人所说的根本就不是一件事。你说东就是东,你说西就是西。
你看一下Bohm1952年的论文就可知道,“非局域性”并非只在两个纠缠态之间才有。
“非局域性”不可能通过变换而消除,Feynman所说的事根本就不是EPR论证中所说的事。
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  • 19楼
  • 2008-10-12 21:22
吧友218.22.21.*
你说“狭义相对论当然不能弥补量子力学在解释非局域性问题上的‘缺陷’它和量子力学结合的产物是QED和QFT, 是至今人类历史上发明的精度最高和最成功的两个理论”。不错。但是,是不是“最成功”,这可是见仁见智的事!Dirac自己都不认为“成功”!
“它和量子力学结合”,只是形式上的。本质上根本没有结合!如同非相对论量子力学中写出的带电粒子的Hamiltonian,这叫结合吗?!电磁场是相对论的,力场是非相对论的,这难道叫结合?!
形式上的“结合”,并不能掩盖相对论与量子力学之间的深刻矛盾!
你信奉Copenhagen那一套,就去看看Bohr和Bohm怎么说的吧!他们可不是如你所说。
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  • 20楼
  • 2008-10-12 21:39
EPR和相对论似乎没什么关系吧,它仅仅是爱因斯坦试图证明量子力学不完备的一个思想实验而已。
我很清楚你所说的那个“非局域性”是什么,相对论不可能弥补这个不完备性,但是相对论弥补了费曼所说的单粒子理论任意传播子非零的缺陷,而这也是一种非局域性。
Dirac是QED的创建者,而QED和QFT到现在仍然在发展中。比Dirac那个时代完备得多了。Dirac那时候标准模型还没有呢。
如果在场论中引入洛仑兹变换,然后再量子化的方法不算狭义相对论和量子论的结合,那请问什么才有资格叫做结合?
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  • 21楼
  • 2008-10-12 23:39
提请20楼注意一个问题,你提到的那种纠缠态的“瞬时转递”中,并没有真实的力在传播。
反例一个:两个点电荷之间的力不是瞬时的,移动一个点电荷的位置,另一个点电荷感受到力场的变化要推迟一段时间,也就是电磁场的重新分布需要的时间。这中间真实的力是电磁力。
而EPR的偏振相关也好,自旋相关也好,有什么作用在两个相关体之间传播?引力?电磁?强力?弱力?
所以这是两码事。
我的“狭义相对论和量子力学没有矛盾”的意思,就是当它们结合成QED或者QFT之后,能更好地处理高能和多粒子问题,无疑是一个巨大的进步。
而EPR的问题和QFT和QED并不相干。量子力学的这点所谓不完备性并不影响它与狭相结合,并不能说因为量子力学解释不了EPR,所以它和狭相就不融合。因为狭相里面的“不超过光速的速度”是严格界定为相对于惯性观者的当时当地速度。而EPR里面传播的东西根本就是个概率幅,而概率波的波速怎么处理,狭相并不管。
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  • 22楼
  • 2008-10-12 23:55
吧友218.22.21.*
EPR论证的核心就是以相对论为基础的实在论。量子力学“不完备”的本质就是违背相对论。
这就是为什么量子力学和狭义相对论有矛盾的道理。
Copenhagen学派一向自欺欺人,看来老兄是深谙其道。现在已经没有多少人会再同意Copenhagen学派的说法,尤其在“大千世界诠释”横行无阻的今天。
已经说过了,你的所谓“结合”,只是形式上的。本质上根本没有结合!如同非相对论量子力学中写出的带电粒子的Hamiltonian,这叫结合吗?!电磁场是相对论的,力场是非相对论的,这难道叫结合?!
“局域性” 有3个特征,即粒子的“有形”,传输速度不能超光速,粒子或系统之间没有关联。量子力学每一点都违反了。
这个问题,没有什么可争论的,你说服不了我。我认定了你是“Copenhagen学派的自欺欺人”而已。
没有再争论的必要!
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  • 23楼
  • 2008-10-13 08:14
又激动了。我没打算说服你。因为想说服你等于要给你讲一遍量子场论,我没这个水平。
我从来没说过非相对论量子力学符合相对论。而且它们的冲突和采取量子力学什么解释毫不相关。
如果你学过量子场论,你就会知道在量子场论中,洛仑兹协变是第一性原理。我不知道你举了两次非相对论量子力学中电磁势场哈密顿量想说明什么,那只是非相对论性量子力学采取的低能近似,无论是QED还是QFT都不是这样处理的,我从来没说过这样“结合”就是量子场论中的结合。
况且,不知你意识到没有,按照你的“局域性”,任何量子论都必定是不合理的,因为测不准原理保证粒子不可能在任何尺度下“有形”。同样,这和采取任何量子论的解释无关。
我始终弄不明白一点,量子力学的各种学派的解释的关系是并列的,并没有谁一定比谁优越。你可以信系综解释,可以信多宇宙,我没资格,也从没有说过这些学派的坏话,但我为什么不能信哥本哈根?
看你在吧里发的格林函数的帖子,我猜你是主攻凝聚态方向的。也就是说,你学的场论是低能的多体理论,所以接触不到洛仑兹协变的高能场论。而我正相反。
学得越多,越知道自己的知识不完备。与你共勉。祝学习进步。
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  • 24楼
  • 2008-10-13 14:01
吧友218.22.21.*
你说错了。那个“发格林函数帖子”的并不是我,碰巧同一个单位而已!
所以说,“自以为是”是你最大的毛病!
好像只有你一个懂量子场论似的。
量子场论必定是系综诠释的。人家的计算已经证明了这一点。
再怎么“量子场论”,也改变不了量子力学与相对论格格不入的事实。
不必再争论了。你只能“说服”不懂量子力学的人!
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  • 25楼
  • 2008-10-13 14:51
哦。怪不得差距这么大。我刚才还在奇怪学到格林函数的人怎么会在这些初级的东西上绕来绕去绕不明白。原来不是同一个人啊。
我不敢说我完全懂量子场论,但我敢说你是一点都不懂。既然如此确实不必再说下去了。
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  • 26楼
  • 2008-10-13 15:15
吧友218.22.21.*
自以为“懂”(“初级的东西”)!
自欺欺人而已!
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  • 27楼
  • 2008-10-13 16:17
吧友210.72.9.*
你们俩难道不知道QED是QFT的一部分吗?
呵呵

QFT并不是狭义相对论和量子力学的完整结合,QFT场算符在不同时空点对易,这就代表QFT是定域的,舍弃了量子力学波函数的非定域特点。

但是你们注意到没有?在QED微扰论中所有三线顶角都不满足动量和能量同时守恒,所以为了让二阶以上S矩阵所对应的物理过程能发生,必须要引入virtual particle的概念。virtual particle都是off-shell的,这直接打破了相对论粒子必须on-shell的条件。

由于virtual particle存在在海森堡不确定关系以内,说到底还是量子力学与相对论间具有不可调和的矛盾


至于广义相对论,对它所有量子化的结果都是不可重整的,因为质量和引力子的耦合本身就是发散的
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  • 28楼
  • 2008-10-23 01:35
吧友218.22.21.*
你的结论“说到底还是量子力学与相对论间具有不可调和的矛盾”是对的,然而前面具体的证明过程还有深究的必要。
广义相对论与量子力学之间的矛盾就不用说了。有目共睹!
记住:数学不是物理,哲学也不是物理。
有些人,你对他讲物理,他就搬出一大堆数学,反而说别人说的是哲学。
另有些人,你对他说物理,他说数学;你对他说数学,他说物理;你对他说物理,他说哲学;你对他说哲学,他说物理。大部分“民科”都是这种“战法”。
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  • 29楼
  • 2008-10-23 07:43
吧友210.72.9.*
218.22.21.*你的IP好像是科大的,开始读研了吧?
“我是剑我是火焰”资料上写南大毕业,现在可能在北京读研,应该刚开始学量子场论。

两位小师弟。我比你们大几岁,快混到博士毕业了。研一刚学量子场论时候也跟你们现在一样豪气冲天,那时在网上狂做科普,后来想想当时学的还是太浅,发言漏洞百出,但外行看不出来,professor们也不会来看。总之先把量子场论学好,你俩刚入门,风格和我三年前很像。

物理专业路很难走,希望你们今后一切顺利。有问题相互之间理性交流,不要偏激。等你们真正进入科研工作是另一番感受。

百度贴吧这个地方尽量少来吧,把时间好好用在实验室。网络科普的效果是很难达到的,相反容易把一些非专业人员培养成民科。有时间还是多上专业bbs,多和同行交流
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  • 30楼
  • 2008-10-25 19:12
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