如何理解相对论和量子论构成了现代物理学的基础?相对论欲牛顿力学的关系如何?

2024-12-04 22:03:23
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回答1:

作为一种近似计算方法,卸下华丽的时空关系服装,相对论还是可以用的
所谓相对论,说的直白一点,其实就是把一个伽利略空间求解场问题的近似的辅助变换称为了时空关系.当然现在这个说法还不是主流,但是等等看,超光速中微子的发现已经为这种说法廓清道路。

已经证明,理想流体可压缩流动本来就含有相对论变换,现在的宇宙学和相对论理论家把真空或者隐物质的状态方程改成密度不可变的,所以他们按照不可压缩的进行计算,算完以后必须补上压缩变换所代表的密度变化性质,这就是洛伦兹提出的“假设”。
但是彭加勒和爱因斯坦还多补了一点时间上的变换,从近似解的观点上也是可行的,但是他们把它叫做相对论。

再多说几句,相对论其实就是一种理想流体的近似变换的算法,把一种辅助变换的函数称为时空理论,不仅是画蛇添足,也是故弄玄虚。

空气动力学里面早就用了类似的方法设计飞机和导弹,用了半个世纪了,但是没有说和时空理论没有任何关系。

九十年代,搞物理的提出用推迟势可以算激波,也就是用电磁场的办法可以算空气一类流体效应,尽管是近似的,尽管没有什么实际用途,搞力学的都兼容并包了,但是反过来,搞力学的要用流体方法分析和相对论有关的真空或者隐物质的性质,理论物理学家的科技宪兵寸步不让!

他们说两个速度不一样,千万不要相信这样的鬼话,这些人自作聪明说一个速度高,一个速度低,差一百万倍,其实他们完全没有考虑到两者的无量纲方程是一样的,数学家为啥喜欢无量纲方程,方程一样,代表的规律就是一样的。

正是这样,中国二十几年前开始隐身飞机研制的时候,电磁微波实验的黑室还不完备,就用水池子的水声波做实验,为啥能这样,就因为搞清楚无量纲方程的特点,实验结果完全可以后面用量纲量再换算,补上差别。

这个问题可以用宋健院士在2004年香山科学会议讨论超光速时举出的例子来思考,上世纪初,人们都说音速不能超过,可是第一架超音速飞机的出现使得不可能变成了可能。光速问题也是这样,人的认识是不断发展的,我们期盼会有新理论出现,光速有一天被超越。
在那次会议上就提出来一种利用空气动力学的数学结构来解释相对论现象的理论,它把相对论看成是一种近似算法,在速度远远小于光速的时候得到的结果和被证明有效的相对论实验是一致的,但是这个理论在超光速的表达形式是双曲型的,按着这样的思路,达到光速后继续加速要减小能量。这一点,设计飞机和导弹的工程师都比较好理解,为了超音速他们不是要增压力反而是减小压力,而且他们把流动几乎静止的实验结果用到有相对流动速度的情况下时的简化近似计算也要采用尺缩变换(洛仑兹原来提出的变换)。
在这个问题上,一部分强硬的理论物理学家坚持认为光速比空气速度高许多,所以公式不能套用,但是一些搞技术工作的专家根本不认理论家的帐,他们认为对数学模型来说,大家都取无量纲模型,数学表达形式是完全一样的,那么所描述的规律就是一样的。
他们认为坚持用绝对速度多少来划分物质规律,而不仔细看无量纲模型都是雷同的事实,这样下结论是非常浅薄的。
而另一部分物理学家采取不辩论的方式,越来越多的人悄悄地把连续介质数学模型引入到真空的描述,甚至连中学生都知道的状态方程(压力,温度(也就是能量),密度关系)都引入到真空描述了。尽管方程是张量写的,但是还是那几个方程,质量守恒(连续)方程,能量守恒方程,以及动量守恒方程。为了和强硬的正统理论学家减小矛盾,大部分发表的文章在隐物质范畴以及黑洞问题上绕圈子,不太接触超光速这样的离经叛道的问题。
但是也有敢吃螃蟹的,自从宋健院士在香山科学会议把这些人召集起来讨论以后,每两年他们中间很多人就要以北京基础科学论坛的名义讨论一次。为首的黄志洵教授提出用截止波导来给电子减小能量,达到超光速电子在加速器打出来,中国科大加速器学术委员会前主任裴元吉也一直考虑着新一代加速器设计方案,如何在电子加速器用减小能量,减小Q值的办法来加速电子,让它也出现群速度超光速!
还有一些对导弹制导的时间空间精度关心的学者在做信号从陕西天文台地面经卫星到乌鲁木齐,再返回陕西骊山天文台的地球转动影响实验,判断结果也是和相对论不一样的。其实无论美国还是中国,GPS定位早就不用相对论方法了。甚至象王汝涌这样的美国科学家他们把光信号传导到转动的光纤维里面,观察萨纳克效应和相对论的出入,还准备在中国进一步做更深入的实验。
总而言之,上面说的都是技术专家做的,他们都在做实实在在的事情。前一段时间和相对论理论绕着走,技术专家对相对论应用范围也是很谨慎的,所以相对论就是推翻了,物理基础依然坚固,相对论垮台对现代物理学几乎不发生任何影响,仅仅是靠他吃饭的一群人要惊慌一阵,镇定下来以后,大家都还会找到自己生活的门路。
总而言之,相对论被否定,就像一种近似的几何证明用的辅助线和辅助函数被新的更好的证明方法代替一样,对计算不会有大影响,连个泡泡都不会翻,现在的理论家,就像媒体上对伊拉克和叙利亚问题的评论员一样,左说右说都是他们有力,美军坦克都在伊拉克首都穿行了,那个评论员还在过嘴瘾,说会有城市巷战,现在超光速问题也一样,那些理论学家会说这个精度低,那个有误差,但是很快证据越来越多,我们只管瞧热闹就是了!
所以说,即就是相对论垮台,他的近似算法还在一部分范围有效,尽管媒体炒作热闹,有些人哭天喊地,但是对我们生活根本不会有很大影响,只不过消除了一些回到过去时空的幻想而已。
当然,实现超光速,技术专家也有很多困难,他们的实验也需要解决很多实际问题,他们呼吁更多的人联合起来,朝这个方向冲击

回答2:

相对论在宏观尺度成立,量子论则应用于微观领域,现在这两者还不能完美结合(现代物理学家正致力于二者的结合形成最终的一种理论,不过进展缓慢),所以现代物理学的基础由相对论和量子论两种理论构成。牛顿力学只能算是相对论在某些条件下的一种近似,在速度比较大时,尤其是接近光速时,牛顿力学的近似性会更加显著以致于不能成立。

回答3:

这话问题比较大,现代物理的基础,还是牛顿力学。说这话的人想提高基础的标准,但这没什么必要性和实际意义。
量子力学,用于微观粒子,连大学都没有详细学习,把这个作为基础,过分了。
相对论更是争议不断的理论,爱因斯坦不知道真空的相对性,太空不是纯粹真空;空气、水、玻璃全是光介质;他定义的时间,不符合科学定义;相对论没有必要的应用。这样一个很多问题没有说清楚的理论,怎么可能成为物理学基础,物理学界要遭到其它学科嘲笑了。

回答4:

在我们熟悉的生活领域,牛顿的经典物理学理论就可以研究和解释各种问题。

但如研究的对象非常大,比如星系,比如光速,到这么大的范围,牛顿理论就不行了,就得靠相对论。

但如果研究的对象非常小,比如电子,牛顿的理论也用不上,就得用量子理论。