量子|是不是引力的概念比量子物理更复杂？_波函数|量子引力|物理|量子力

.font_s.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_s.ios.pgc article>ol>li span,.font_s.ios.pgc article>p span,.font_s.ios.pgc article>ul li span{font-size:16px!important}.font_m.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_m.ios.pgc article>ol>li span,.font_m.ios.pgc article>p span,.font_m.ios.pgc article>ul li span{font-size:18px!important}.font_l.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_l.ios.pgc article>ol>li span,.font_l.ios.pgc article>p span,.font_l.ios.pgc article>ul li span{font-size:20px!important}.font_xl.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_xl.ios.pgc article>ol>li span,.font_xl.ios.pgc article>p span,.font_xl.ios.pgc article>ul li span{font-size:23px!important}.font_s.ios.pgc article li,.font_s.ios.pgc article p{line-height:26px!important}.font_m.ios.pgc article li,.font_m.ios.pgc article p,.ios.pgc article li,.ios.pgc article p{line-height:28px!important}.font_l.ios.pgc article li,.font_l.ios.pgc article p{line-height:30px!important}.font_xl.ios.pgc article li,.font_xl.ios.pgc article p{line-height:33px!important}@media (max-device-width:374px){.font_s.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_s.ios.pgc article>ol>li span,.font_s.ios.pgc article>p span,.font_s.ios.pgc article>ul li span{font-size:14px!important}.font_m.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_m.ios.pgc article>ol>li span,.font_m.ios.pgc article>p span,.font_m.ios.pgc article>ul li span{font-size:16px!important}.font_l.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_l.ios.pgc article>ol>li span,.font_l.ios.pgc article>p span,.font_l.ios.pgc article>ul li span{font-size:18px!important}.font_xl.ios.pgc article>blockquote>p span,.font_xl.ios.pgc article>ol>li span,.font_xl.ios.pgc article>p span,.font_xl.ios.pgc article>ul li span{font-size:21px!important}.font_s.ios.pgc article li,.font_s.ios.pgc article p{line-height:26px!important}.font_m.ios.pgc article li,.font_m.ios.pgc article p,.ios.pgc article li,.ios.pgc article p{line-height:28px!important}.font_l.ios.pgc article li,.font_l.ios.pgc article p{line-height:30px!important}.font_xl.ios.pgc article li,.font_xl.ios.pgc article p{line-height:33px!important}}.font_s.android.pgc article>blockquote>p span,.font_s.android.pgc article>ol>li span,.font_s.android.pgc article>p span,.font_s.android.pgc article>ul li span{font-size:16px!important}.font_m.android.pgc article>blockquote>p span,.font_m.android.pgc article>ol>li span,.font_m.android.pgc article>p span,.font_m.android.pgc article>ul li span{font-size:18px!important}.font_l.android.pgc article>blockquote>p span,.font_l.android.pgc article>ol>li span,.font_l.android.pgc article>p span,.font_l.android.pgc article>ul li span{font-size:20px!important}.font_xl.android.pgc article>blockquote>p span,.font_xl.android.pgc article>ol>li span,.font_xl.android.pgc article>p span,.font_xl.android.pgc article>ul li span{font-size:23px!important}.font_s.android.pgc article li,.font_s.android.pgc article p{line-height:27px!important}.android.pgc article li,.android.pgc article p,.font_m.android.pgc article li,.font_m.android.pgc article p{line-height:29px!important}.font_l.android.pgc article li,.font_l.android.pgc article p{line-height:31px!important}.font_xl.android.pgc article li,.font_xl.android.pgc article p{line-height:34px!important}article>blockquote>p,article>ol>li,article>p,article>ul>li{text-indent:initial!important}article>blockquote>p span,article>ol>li span,article>p span,article>ul>li span{letter-spacing:initial!important}.font_l article>p+.article-br,.font_m article>p+.article-br,.font_s article>p+.article-br,.font_xl article>p+.article-br{display:none}.font_l article .article-br,.font_m article .article-br,.font_s article .article-br,.font_xl article .article-br{margin-top:0!important;margin-bottom:0!important}.font_s.pgc article blockquote>p{line-height:26px!important}.font_m.pgc article blockquote>p,.pgc article blockquote>p{line-height:28px!important}.font_l.pgc article blockquote>p{line-height:30px!important}.font_xl.pgc article blockquote>p{line-height:33px!important}.font_s.pgc article blockquote>p span{font-size:15px!important}.font_m.pgc article blockquote>p span{font-size:17px!important}.font_l.pgc article blockquote>p span{font-size:19px!important}.font_xl.pgc article blockquote>p span{font-size:22px!important}.pgc article p+.article-br+article-img{margin-top:-18px!important}.pgc article .article-literature.pgc-end-literature,.pgc article .article-source.pgc-end-source{margin-top:0!important;margin-bottom:0!important;line-height:24px!important}.font_s.pgc article .article-literature.pgc-end-literature,.font_s.pgc article .article-source.pgc-end-source{font-size:13px!important}.font_m.pgc article .article-literature.pgc-end-literature,.font_m.pgc article .article-source.pgc-end-source{font-size:15px!important}.font_l.pgc article .article-literature.pgc-end-literature,.font_l.pgc article .article-source.pgc-end-source{font-size:17px!important}.font_xl.pgc article .article-literature.pgc-end-literature,.font_xl.pgc article .article-source.pgc-end-source{font-size:20px!important}.font_s.pgc article .article-literature.pgc-end-literature span,.font_s.pgc article .article-source.pgc-end-source span{font-size:13px!important}.font_m.pgc article .article-literature.pgc-end-literature span,.font_m.pgc article .article-source.pgc-end-source span{font-size:15px!important}.font_l.pgc article .article-literature.pgc-end-literature span,.font_l.pgc article .article-source.pgc-end-source span{font-size:17px!important}.font_xl.pgc article .article-literature.pgc-end-literature span,.font_xl.pgc article .article-source.pgc-end-source span{font-size:20px!important}.font_s.pgc article p{margin-top:16px!important;margin-bottom:16px!important;margin-left:0!important;margin-right:0!important}.font_m.pgc article p,.pgc article p{margin-top:18px!important;margin-bottom:18px!important;margin-left:0!important;margin-right:0!important}.font_l.pgc article p{margin-top:20px!important;margin-bottom:20px!important;margin-left:0!important;margin-right:0!important}.font_xl.pgc article p{margin-top:23px!important;margin-bottom:23px!important;margin-left:0!important;margin-right:0!important}.pgc article p:first-child{margin-top:0!important}.pgc article blockquote>p:first-child{margin-top:0!important}.pgc article blockquote>p:last-child{margin-bottom:0!important}.pgc article blockquote li:first-child p{margin-top:0!important}.pgc article blockquote li:last-child p{margin-bottom:0!important}回答这个问题，那要看量子引力理论最终发展到什么样子了？我们可以这么来理解引力和量子力学理论结合将会带来的挑战。量子力学的中心内容是态叠加原理，也就说是，描述两个不同粒子或者系统的波函数可以交叠。交叠的结果是，由不同波函数Ψ1(x,t)和Ψ2(x,t)描述的两个系统可以被视作一个单一复合系统，由波函数Ψ(x,t)=Ψ1(x,t)+Ψ2(x,t)来统一描述。波函数当然是函数，是函数就要定义在某个集合上。

本文图片

在量子力学中，波函数的定义集合设定在时空的坐标系(x, t)上，而波函数描述的系统内嵌在这个时空背景上面。所以我们总是能够写出描述一个粒子同时穿过两个切口的波函数。而且，同样的逻辑，我们使用傅里叶变换，把位置参数x替换成动量参数p, 运用公式Ψ(p,t)～∫dxeipxΨ(x,t) ，把波函数的工作集合从(x,t)变成(p,t),我们就可以写出两个粒子关于动量，而非关于位置的叠加态。但是，无论是我们是在位置基础上还是在动量基础上考察波函数，这里都有一个隐含的假设，就是假设这个时空背景是平坦均匀的几何空间，我们可以把集合里的每个坐标系（x,y,z,t）都对应成时空背景中的一个点。

本文图片

现在，广义相对论告诉我们，物理学的样子，应该是一个超越特定坐标系的学科。不光如此，任何与广义相对论一脉相承的理论都要可以无歧义的同时定义在平面空间和曲面空间上。现在问题来了，当我们可以使用定义在平面空间上的波函数随心所欲的进行量子力学的计算的时候，使用那些定义在曲面空间上的波函数就难办了。借助于足够精巧的数学方法可以处理复杂的空间曲率问题。弯曲时空上的量子场理论（QFT-CS）就是这个相应的框架，不是一个很难记的名字。正是使用弯曲时空上的量子场理论的方法，斯蒂夫.霍金历史性的发现黑洞发射热辐射的速度与它的质量成反比。而然，即使这样，弯曲时空上的量子场理论也不够格成为量子引力理论，我们接下来解释原因。

本文图片

量子力学就是把各种各样的属性归拢到一个系统，然后构建与每个属性都保持一致的系统状态。这些系统状态可以叠加，叠加后的系统会呈现出与诸如量子干涉和量子纠缠等量子行为相关的超直觉现象。如同之前提到的，现代意义的引力的概念来自于时空背景上一些区域的非平庸几何学，由一些物质的分布情况总结而来。人们可以分配给给定的区域的一些几何属性有：长度，面积，体积，角度等。一个量子引力理论应该告诉我们怎么写出波函数，这个波函数不是定义在给定的时空区域，而是给定时空区域的波函数，这样才能让我们构建出与几个不同的几何空间叠加态相一致的量子态。

本文图片

然而，就像前文所说的，传统的量子力学只告诉我们怎么写出定义在给定几何空间上的波函数，而没有告诉我们怎么写出给定几何空间的波函数。所以，量子力学的传统语言不足以描述几何空间的量子态。同样的原因，弯曲时空上的量子场理论也不是我们所要找的量子引力理论。这个理论里，弯曲时空只是作为在里面定义量子态的圆形竞技场（这里不是方形竞技场了），但是没有几何空间本身的量子态说明，而只有在这个弯曲几何空间上运动着的的物质的量子态说明。

本文图片

圈量子引力理论是把引力和量子力学两大理论大一统的候选者之一。从一开始，光滑连续的几何背景概念就被抛弃了，取而代之的是由一种叫做“单形”的基本对象构建而成的离散空间-“单形”是比如三角形和四面体等基本几何对象的复杂化术语。我们熟知的乐高玩具中，很多个小乐高块可以组搭成复杂的结构，大体相同的方式，一组三角形或者四面体组合在一起就可以相应的构建起二维或者三维的几何空间。

本文图片

圈量子引力理论可以让我们计算和这些“单形”相关的几何属性的量化值。它提供了研究真正意义上的几何量子的工作框架，可以让我们通过若干个几何空间本身的量子态，来构建它们的叠加态。然而，圈量子引力理论还是有一些缺点。两个非常明显的阻碍， 1.没有理解清楚我们怎么能够把基本的“单形”粘合在一起形成一个（大致）光滑和连续的时空。 2.没有理解清楚物质—诸如电子和中微子的基本粒子—从几何量子的角度该怎么去描述。
作者: Toni Sementana, PhD Physics
FY: 黑水将军
如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除
【量子|是不是引力的概念比量子物理更复杂？】

量子|是不是引力的概念比量子物理更复杂？

推荐阅读

域远说物流 ONE旗下集装箱船遭遇事故，1900个集装箱或造损坏。

中国古代名人之乐圣李龟年

卫衣怎么穿出女人味这样穿搭最合适

霸气十足男生qq名字超拽简短四个字野性傀儡

有大量收散白酒的吗

地阔方圆什么意思

胸部疼怎么办如何消除胸部疼

江米蒸多长时间熟

菠萝蜜隔夜可以吃吗

双11别人过情人节我过光棍节说说句子合集

腊鸡腿的做法有哪些五香辣鸡腿的制作步骤是什么

女孩手臂多毛腿多毛是怎么回事你知道吗

朋友圈说说语录

商品检验的依据是什么

老人唠叨是病，症结何在？

微信网名四个字：孤独成瘾

为什么总是容易因戏生情

哪些人不适合吃黑橄榄？黑橄榄的副作用有哪些

如何防治茭白叶斑病

蒜香油麦菜的做法（家常菜）