2012年1月27日 星期五

物理學中的負能量

自從量子電動力學漸趨成熟,量子力學和狹義相對論基本上可以結合起來。這兩大理量其實有好多本實上的差別。如前者是微觀世界,後者是宏觀世界。甚至回想一下,量子力學是全世界的科學家打造而成,而相對論只有愛恩斯坦一個建立。


以前量子電動力學還未有成果時,薛丁格也嘗試把量子力學和狹義相對論結合起來,但最終還是失敗。現在讓我們看看他為什麼會放棄。


1式是量子力學的結果而2式是狹義相對論的結果。即使你不明白以上的運算,但只要看一看答案便一目了然。E代表的是能量。在物理學中,能量是沒有負數的,而對P^2+m^2作開方,必定會有負數出現。這就代表兩種理論結合時存在著某些問題。

若果對物理學略懂一些,你會知道量子力學是計出粒子在某位置的或然率,但若果利用負能量去計出或然率的話,會出現負 或然率。什麼是負或然率?就是不知道,所以才會捨棄結合的念頭。不過,現時量子電動力學已經完美地把它們結合起來。現在剩下的,就只有量子力學和廣義相對論了。

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