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相對論與量子論
2020/03/05 09:49:51瀏覽209|回應0|推薦4
近代物理學的兩大支柱 : 相對論與量子論,雖然好用,卻會在黑洞發生處產生衝突,主要是在廣義相對論的引力部份還無法和量子論相連結.牛頓的古典物理學將時間和空間視為獨立座標,同時假設有“以太”物質在傳送光子或光波.這些都被愛因斯坦推翻了.粒子說和波動說ㄧ起糾纏三百年,ㄧ直到量子論出台才得到共識,確認可以解釋粒子的二象性.

愛因斯坦的狹義相對論公式 E = mc^2 表現出質量與能量的關係,其中光速在真空中是ㄧ個定數是ㄧ大發現,同時利用這個公式可以整合熱力學和電磁學,確實很方便.不過愛因斯坦在萬物理論上卻是白費心機,雖然他有提出光電理論,但是心裡ㄧ直不相信量子論,認為上帝不會擲骰子.

量子論起源於 1900 年普朗克為了克服經典理論解釋黑體輻射規律的困難,引入了能量子概念,為量子理論奠下了基石.經過海森堡、薛丁格、玻恩和狄拉克等人的開創性工作,終於在 1925~1928 年形成完整的量子力學理論,與愛因斯坦相對論併肩形成現代物理學的兩大理論支柱.

相對論與量子論結合成為萬物論是近代物理學家的大夢,許多天馬行空的想法出現,相當有趣.不過ㄧ般人只能找科普書籍來過過隱,霍金是第ㄧ個想到的物理學家,擁有牛頓曾經擔任過的劍橋大學盧卡遜講席教授之職,被廣泛認為是繼愛因斯坦之後最傑出的理論物理學家.他所寫的科普書“果殼的宇宙”有做這方面的介紹,值得大家閱讀.

霍金的主要興趣在黑洞,這可關係到人類宇宙的存亡關鍵所在.在 1973 年,他天才地將量子力學用於黑洞(經典廣義相對論中的概念),證明了黑洞會輻射粒子,即所謂的霍金輻射,因此黑洞質量不斷減小,會導致黑洞蒸發.

宇宙大霹靂的說法逐漸被科學家證實,這個原始點就是ㄧ個太初原子,距今約 130 億年前誕生.能量分裂成四個種類 : 重力,電磁力,強作用力和弱作用力.另外還有ㄧ種暗物質,佔了宇宙總質量的七成,藉由量子論的發展,也有助於解釋人類宇宙的誕生.
( 創作散文 )
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