作者:黃爾文

公元2021年8月8日


1.

2021奥运会,今天结束了,这段时间的奥运赛事,真的精彩,好好看!

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(1)

苏炳添


2.

今天看完《世界观》了。

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(2)

《世界观》

在《世界观》当中……“爱因斯坦相对论”和“量子理论”真的难!因为我没有“数学基础”,导致“牛顿世界观”对我来讲都难了…… 目前我只能尝试:强行用“哲学能力”从“概念推理”的“层面”去理解“狭义相对论”、“广义相对论”、“量子理论”。

所以,我目前只能跳过“数学演绎推理”的“部分”,只看其“推导出的结果”。所以,我要分辨哪些是“纯数学推导”的“部分”。

《世界观》当中说“狭义相对论”是:具备“高中数学水平”就能完成这个“数学推导”,嗯,我目前没有“高中数学水平”,目前还是“小学数学水平”。之后看看怎么突破数学吧… 这个没办法。我擅长“概念推理”,对我而言,“数学的内容”必须与“概念世界”的“概念”进行“对接”我才能“理解”,不理解,我就学不会。但是以前学“数学”,我的感受是:“数学运算”和“概念推理”之间存在“脱节”,所以我搞不懂其中的“概念所指”,必然学不好:我必须“知其然”,还要“知其所以然”!都不懂、不理解,怎么学、怎么进化?

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(3)

牛顿

在“牛顿世界观”当中,“速度”是“相对”的,但“时间、空间、质量”是“绝对”的。

怎么理解呢?

这里探讨的都是“客观物质世界”哈!

“速度”相对;比如:苏炳添跑步的速度,可以比我快!客观上,相对于我而言(以我做参考标准),苏炳添的速度更快。这叫“速度”是“相对”的!即:“速度相对”。

“时间”和“空间”是“绝对”的;比方说:我们大家都在“同一个时空(时间&空间)”下生活。

这里面的“潜台词”就说明:对任何人来说,“时间”和“空间”都是一样的!

这叫“时间”和“空间”是“绝对”的!

来看“时间绝对”:“时间”一直在流逝,对任何“观测者”而言,客观的“时间流速”是一样的!这叫“时间绝对”。

来看“空间绝对”:对任何“观测者”而言,客观的“空间大小”应该是一样的。“同一个空间”比如“房间A”,大家测量的“长、宽、高”这个“容积、体积”,其结果都应该是一样的!不可能说:相对于你而言,我测得的“房间A”比你测得的“房间A”更大…… 这叫“空间绝对”。

“质量绝对”就是:对任何“观测者”而言,客观上“同一个物体”的“质量”是一样的。比如:一个“哑铃”的“质量”,我测得结果为“10KG”,那么你测量这个哑铃的“质量”也是“10KG”,这个“质量”是一样的,这叫“质量绝对”。

这些都是我们生活当中感受到的“经验事实”!

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(4)

爱因斯坦

但是,“爱因斯坦”的“狭义相对论”结论是:“时间、空间、质量”都是“相对”的!

而“时间、空间、质量”会随着“移动速度”而变得不一样!

当我去观察你(你相对于我来说):

你的“移动速度”越快,这个过程中,对我而言,你的“时间运行”会变慢(比如:我这边时间过了1分钟,你那边才过了1秒钟),所以,对于我来说:你那边的时间“膨胀”了……(即“时间膨胀”);

是不是看起来很复杂?举例子说明吧,比如:

我站在地上不动,而你坐在“超高速运行”的“高铁”上,在这时候,如果我观测到你,在我看来,你在“高铁”上的“言行举止”会变成“慢动作播放”,就像“看视频”的时候,选择“0.75倍速播放”一样…… 因为:站在我的角度观测,此时你那边经历了“一秒钟”,可能我这边就需要经历“一分种”。

这个过程中,我看到的是:你那边发生的事情,正在“慢动作播放”…… 而你在你那边,感受到的“时间”是“一切正常”的!

但是,反过来:此时我虽然站在地上不动,但是对于“飞速前进”的“高铁”当中的你而言,我不也在“飞速后退”吗?

是的,此时如果你观测到我,在你看来,我的“言行举止”也变成了“慢动作播放”,就像“看视频”的时候,选择“0.75倍速播放”一样…… 因为:站在你的角度观测,此时我这边的“一秒钟”,可能你那边就需要经历“一分种”。

在这个过程中,你看到的是:我这边发生的事情,正在“慢动作播放”…… 而我在我这边感受到的“时间”是“正常速度运行”的!

移动速度越快,这个“现象”的“效果”越明显…… 而我们日常的“移动速度”太慢了,所以观测不出来!

你的“移动速度”越快,在你运动方向上的“长度”越短(即“空间压缩”);

你的“移动速度”越快,你的“质量”变得越大!

PS:“狭义相对论”的这些“结论”看似“不可思议”,但是它们已经经过许多“科学实验”的“证实”,有许多“科学证据”证明这是“真的客观事实”了。

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(5)

质能方程

对了,好像还有“质能方程”e=mc²:能量=质量×光速²。

这个就是说:“能量”和“质量”是同一种东西,是不同表现形式而已;所以“质量”可以转化成“能量”,“能量”可以转化成“质量”。

那么就是:能量=质量,为什么还有个“光速²”(光速×光速)?

这个“内容”就是“数学推演”的部分了!是复杂的“数学运算推演”最后简化简化得出的。单纯依靠“概念推理”必然理解不出来。这很正常,没关系!

OK,那么“广义相对论”呢?

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(6)

广义相对论

“广义相对论”的“数学推导”很难,比“狭义相对论”难很多!那么这个“推导结果”怎么理解呢?

“广义相对论”好像就是关于:

物体的“质量”越大,越“扭曲时空”;从而形成“引力场”:这是“牛顿”所说的“万有引力现象”和“重力现象”的“本质”,也是“月球围绕地球转、地球围绕太阳转”的“本质原因”。

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(7)

扭曲“时空”中的“运动现象”

“牛顿”的“万有引力”(包括“地球引力”带来的“重力”)从“现实主义”的角度来讲,是不存在的!

“万有引力”是“超距作用”(超距离作用)的,这就像是“魔法”了,这不是一种“力”。

“力”的“影响”是需要“传导”的,但是“万有引力”这个“传导”的“速度”,怎么可能“超越光速”而瞬间影响“另一个物体”呢?(PS:“狭义相对论”可以“成立”的“前提”就是:真空中的“光速”是“宇宙中最快的速度”,由此推导才得出“时间、空间、质量”的“相对性”。而“广义相对论”是“狭义相对论”的“补充”……)

而且“力”的“传递”需要“介质”,宇宙当中“万有引力”的这个“介质”也没能找到……

所以,“万有引力”当中,这种“引力”的“作用”,是“超越光速”并且“不需要介质进行传递”的;这叫“超距作用”。

其实,根本没有这种“力”,这种“现象”的“本质”是:物体的“质量”太大,它们扭曲了“时空”,形成了 如同“引力场”、“重力”、“万有引力”这些“现象”。

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(8)

“大质量”扭曲“时空”,形成了“引力场”

“相对论”还有哪些内容?一下子我也想不起来……

说“量子理论”吧。

“量子”是什么?“量子”是“组成物质”的最小的、不可再继续分割的 那些“最小单位”,我们称为“量子”。(比如:“电子”、“光子”…)

然后“量子”是“波”还是“粒子”呢?

于是,科学家做实验:

最初用“相纸”(一种检测的纸,“粒子”在上面将显示为“颗粒”,而“波”则显示为“条纹状”…)进行检验,初步发现:测试结果——“量子”是“粒子”。

进一步深入做实验,为了进一步“观察测量”这些“粒子”,我们加入“观察设备”来观测这些“粒子”…… 又发现:测试结果为——“量子”变成了“波”,同步的,在“相纸”上也变成了“波”(条纹状)。

随后,尝试关闭“新加入的观察设备”,但是:我们没有撤下“新加入的观察设备”…… 这时候“相纸”显示:“量子”又变成了“粒子”(颗粒状)!

此时,我们悄悄打开“新加入的观察设备”,然而“量子”立马又变成了“波”…… 同步的,“相纸”上也显示:“量子”为“波”(条纹状)。

最后得出结果:“量子”可“粒子”可“波”,这叫“波粒二象性”。

什么是“量子力学”?

是“量子理论数学”的意思。

“量子理论数学”是一种“波数学”。就是专门计算“波”的数学。

当然,还有“粒子数学”的,就是专门计算“粒子”的数学。

但是,“量子力学”说的就是一种“波数学”,不包含“粒子数学”的部分…… 明明是“波粒二象性”,为什么“量子理论数学”只代表“波数学”的部分,不代表“粒子数学”的部分?这个我不知道为什么?是因为“粒子数学”的部分 太简单,不存在“疑难杂症”,所以不值得一提吗?还是因为:只要我们观察“量子”,“量子”就是“波”,只有在我们不观测“量子”时,“量子”才是“粒子”?(这个,有待我去考证,大家知道答案的话,可以留言告诉我!)

“波数学”其实并不“神秘”,运用也很广泛,包括“声波”、“水波”这些“波”,都是用“波数学”来计算的。

只是,以往的“数学”都是计算出一个“精确答案”,但是在“量子”领域,就变成了:是计算出一种“概率”下的“答案”。

“量子力学”算出来的答案是这样的:这“量子”可能在这里,可能在那里……

于是,大家就接受不了了!

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(9)

薛定谔

“薛定谔”是个科学家,“薛定谔的猫”是他提出的一个“思想实验”。一方面,他用这个实验,把“量子”的这些“微观领域”的问题,带到“宏观领域”;毕竟,“所有物质”都是由最小的单位“量子”组成的。于是,在实验当中,加入“猫”,经过实验设计以后,就变成了:实验当中的“量子”可以影响“猫的生死”!于是,用“量子力学”算出来的答案是:猫可能死,可能活……

相对论与量子力学的诞生标志(科普概述相对论)(10)

薛定谔的猫

薛定谔用这个“思想实验”是为了说明:“量子理论数学”存在“不完善”之处!

我觉得,其中的“理由”大概是:用数学算出来的结论是“可能死、可能活”…… 所以,对这样的结果不满意!

“爱因斯坦”和“薛定谔”都认为:这是因为“量子理论数学”缺少了一些东西,是“缺少了数据”,所以导致了这些“不完善”!

也许“缺少的部分”就是:在我们“观察量子”之前,“量子”的那些“数据”吧…… 因为在我们观察之前,“量子”的“状态”是不可知的……

OK,最多“疑难杂症”的部分就是:大家对“这些现象”的“解释”了!有各种“解释版本”,比如:平行时空…… 等等。

再后期,随着科技发展,科学家们在“量子领域”做了更多、更高科技的实验,发现:“量子”还具备“超距作用”!

这就等于是证明了“爱因斯坦相对论”是错的……(因为“相对论”是基于:“真空中的光速是宇宙中最快的速度”作为“前提条件”来推导出“时间、空间、质量”的“相对性”的;如果“超距作用”存在,就说明“真空光速”不是“宇宙最快速度”。)

这是一大难题呀!这是目前人类的科研阶段……还有许多未解呢

(PS:以上知识内容,来自我学习《世界观》所得,如果各位朋友觉得我对“相对论”和“量子理论”的理解有误,欢迎指正!人的“认知”也是一个“迭代”的过程,我知道:永远不可能到达“绝对完善”……)

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