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浅谈「弦理论、量子力学、相对论」的关系?

1 经典物理被量子力学和相对论取代.


2 相对论打破了经典物理对时空的看法,但仍带有决定论的色彩.


3 量子力学阐释了粒子是有波动性的,物理量是有不确定性的(否定了决定论),但是时空观上仍是经典的.


4 自然界有四大基本作用:万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用.力都靠力场传递作用,比如说引力靠引力场传递作用,电磁力靠电磁场传递作用……力学问题的极致就是场论.

浅谈「弦理论、量子力学、相对论」的关系?

5 广义相对论就是引力场的理论,广义相对论认为引力场是时空曲率不均匀的体现.


6 量子力学考虑了狭义相对论和多体理论后就是量子场论,但这里的相对论只是修正,量子场论的时空观仍然是经典的.


7 量子场论认为力场实际上就是交换作用子的结果:电磁场就是交换光子;强作用场就是交换胶子;弱作用场就是交换规范玻色子.量子场论已经自洽地统一了电磁力、强相互作用和弱相互作用(大统一理论),只剩万有引力.


8 如果用量子场论来刻画引力场(量子引力理论),引力场就是在交换引力子,然而计算发现引力场是不规范的场,求不出引力子,因此无法用量子场论刻画引力,只能用广义相对论.

浅谈「弦理论、量子力学、相对论」的关系?

9 弦理论是再用弦来刻画场,施瓦茨用弦理论计算,结果中发现了引力子,并且结果自洽


10 弦理论再发展成超弦/M理论,可以自洽地统一所有作用力.


11 超弦/M理论的时空观仍然是经典的,并且结论难以用实验验证,究竟正确与否还有待考证.


12 除了弦理论以外,还有圈理论等量子引力理论能从量子场的角度刻画引力,圈理论时空观是相对论性的,但是结果不自洽.

浅谈「弦理论、量子力学、相对论」的关系?

13 超弦/M理论、圈理论、黑洞热力学都有望统一量子力学和相对论,但是每种理论都有自身的缺陷,有待发展.


14 如果量子引力理论有了自洽的结果,并且理论的时空观是相对论性的,那么引力的所有信息就全明了了,就是全息引力理论


15 电磁力已经和弱力统一(电弱相互作用);电弱作用可以再和强相互作用统一(大统一理论); 如果全息引力理论成功,四大基本作用就完全被统一,此时物理终极目标“万有理论”就完成了.


16 万有理论是还原论的极致,在呈展论看来还不能“万有”,究竟结果如何仍需要实验来检验.

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