为什么经典力学与量子力学之间存在矛盾，高中物理的力学和电学哪个比较难学

为什么经典力学与量子力学当中存在矛盾？

经典力学与量子力学当中的矛盾主要反映在广义相对论与量子力学当中的矛盾，虽然广义相对论是对牛顿经典时空观的颠覆，但实质上广义相对论仍旧属于经典力学范畴，经典力学与量子力学有很大的不一样，也存在着矛盾。

既然如此那，广义相对论与量子力学都拥有什么矛盾呢？

最主要的矛盾反映在两点。第一，对引力实质的诠释，广义相对论觉得引力实际上就是时空弯曲表现出来的，引力本身是不存在的。而量子力学的粒子标准模型觉得引力是由粒子的交换形成的，正如其他三大基本作使劲一样，引力是通过引力子的交换形成的，不过直到现在科学家仍旧没有找到引力子。

还有一个矛盾就是广义相对论诠释的宏观世界是确定的，可描述的，例如我们可以精确第计算出一辆汽车的位置，速度等参数。但是在量子世界，一切都是无法确定的，只可以用可能性来描述，而从无法确定到确定只可以通过观测手段！

我们应该明白，微观世界与宏观世界不应该存在矛盾，因为微观与宏观本来就是一个相对的概念，没有明确的分界线，也不存在绝对的微观或宏观。既然如此那，为什么存在以上矛盾呢？

肯定存在更高一级的理论来统一广义相对论和量子力学，就算发现了更高级的理论，也不可以说广义相对论和量子力学就是错误的，只可以说普适性不一样罢了，其实就是常说的适用范围不一样。就像牛顿经典力学只适用于低速世界，到了高速世界还要用相对论去诠释。

弦理论被不少人觉得可以统一相对论和量子力学，但现在这个理论更多的还是停留在想象猜测阶段，并没有有关实验来证明弦理论的正确定！

科学的范式

不少人总是会天然地觉得新理论的产生，会颠覆原来的理论。详细来说，就有不少人会觉得爱因斯坦的理论打败（否定）了牛顿的理论。

假设真的是这样，既然如此那，目前初高中生，甚至是涵盖本科生都在学习牛顿力学就说不过去了。哪有明明清楚是错误的理论还教，这学校也太不负责任了吧。因为这个原因，绝不是谁的理论否定的谁这么简单。

实际上只要是主流科学理论，它们比拼的并非“对和错”，而是“谁具有更多的有普适性”，“误差更小”。

就拿牛顿理论来说，这个理论是300年前，牛顿提出来的，这个理论的提出，标志着近代科学的蓬勃发展和进步。科学家启动可以仅仅依靠笔和纸就做出不少精准的预言，例如：牛顿的小迷弟哈雷，就用牛顿的理论预言了哈雷彗星的周期。

后来，数学家们也仅仅依靠纸和笔就成功的预言了海王星的存在还有位置，然后天文学家用望远镜一观测，结果真的是理论和观测高度吻合。

甚至到目前，不少科学家都在利用牛顿力学来处理航天的问题，不少探测器经过几年的飞行到达预定地址位置时，误差也只是几秒钟罢了。

你可以这样觉得，否定牛顿力学，某种程度上就要否定人类自己的观测结果，毕竟两者是高度吻合。

但因为科学的蓬勃发展和进步和人类观测技术是息息有关的。在牛顿的时候代，人类的观测技术比较简陋，只可以看到宏观低速下的物理学情况。因为这个原因，牛顿是在这个基础上提出了牛顿力学。这个理论很好地解释了宏观低速下的物理学世界。

量子力学、相对论与牛顿力学

随着观测技术的蓬勃发展和进步，当科学家可以看到更大的尺度，或者更小的尺度时，就可以用已有的理论去适配。例如，在引力特别大（离太阳比较的地方）或者速度特别快（接近于光速）时，科学家就发现，牛顿力学不好用了，误差变得特别大。

同样的，当科学家可以观测到很小的尺度时，例如：小于原子的尺度，这时候的一部分物理情况也没有办法用牛顿力学来解释了。

这时候，我们还要新理论，目前我们清楚在小尺度上是量子力学补上来了这个尺度上的问题，相对论能解释大尺度上的物理情况。

但是我们也发现，在更大的尺度上和更小的尺度上，量子力学和相对论也产生了没办法解释的问题，这得等到未来观测技术发展，让我们可以轻易地得到这些尺度下的物理学情况，科学家就有可能再提出新理论来补充。

但不管如何，纵观整个科学理论的蓬勃发展和进步，你会发现，量子力学、相对论和牛顿力学，其实就是常说的新的理论和旧的理论当中的关系并非谁对谁错。而肯定是，新理论要兼容旧理论。

量子力学和相对论之故此，可以被科学家们所接受，第一是它们可以解释得了宏观低速下的世界（其实就是常说的牛顿力学以前描述的世界），还准确度不可以低于牛顿力学。

其实，也确实如此，也是运动学和引力的有关问题，相对论的描述得到的结果精度要比牛顿力学更高，但是，在宏观世界下，这个精度也仅仅在小数点后15位左右才可以反映出来。而量子力学也同样适用于宏观低速的世界，精准度也要高于牛顿力学，同样的这个差距也只是在小数点后十几位才反映得出来。

因为这个原因，从这个的视角上看，牛顿力学，量子力学，相对论实际上都是坚实科学理论，后两者在宏观低速下的世界中兼容了牛顿力学。

除开这个因素不说，量子力学和狭义相对论还是达到了“联姻”，其实就是常说的量子场论。

至于量子力学和广义相对论，科学家现在还没有找到如何将两者统一起来的方式，但这依然不会说明了不可以达到统一，其实，科学家仍然在试图找寻统一两者的办法，可能在未来完全就能够做到。

故此从这些的视角上看，我们就可以发现，各个理论当中的关系是可以相互兼容和统一的，而不是割裂的，相互否定的。

量子力学的观念

那量子力学和经典物理是否有什么不一样呢？

其实，也确实有，这个不一样来自于世界观的不一样，或者我们说是观念的不一样，这起于普朗克提出“量子”概念时带来的变化。

在经典物理学的世界观下，这个世界的变化是连续的，意思是你从1楼坐电梯到5楼，整个过程是均匀的上去，这中间不存在最小的变化单位。

但是在量子力学的世界观下，这个世界的变化是非连续的。意思是说，存在最小的变化单位，你每一次变化都是这个最小单位的整数倍。

因为这个原因，在量子力学当中有一个普朗克时间和普朗克距离的概念，那就是时间变化的最小单位和距离变化的最小单位。

其实就是常说的说，假设你坐电梯上楼，你上升的变化至少是普朗克长度的整数倍，不可能产生小于普朗克长度的变化，故此你不是连续上升的，而是以普朗克长度的整数倍在提高高度。

因为这个原因，量子力学和牛顿力学最大的区别就在于观念上，量子力学觉得变化是不连续的，而牛顿力学觉得变化是连续的。

不可以笼统讲两者的矛盾，只可以说研究的领域不一样，量子力学是通过微观量子的运动状态来研究宇宙和时间的变化，例如四维空间，时间重叠等。传统的物理力学是以三大运动定律和万有引力为基础来确定物体未来的状态例如计算机，一次二次工业革命等。

因为人类对微小粒子物理量存在观测上的困难，故此，搞量子力学的人，已经不怎么研究各自不同的量子过程的物理作用本质，只是用各自不同的“高等数学”和人为想像的这里说的“量子法则”来拼凑这些过程。

人是宏观人，只可以用宏观的概念例如动量坐标去套微观世界的动力学问题，既然如此那，得到的论述结果肯定会和宏观结果有矛盾。宏观概念肯定是经验的而不是先验的。好比看着黑白电视机并觉得世界就是黑白的，既然如此那，看电视机里的人在讨论色彩就认为很奇怪。

自然界之故此，是万千世界是因为存在着质的变化。故此，自然界存在着质的变化是因为同一物理机制在不一样的极限情况下，会表现出不一样的物理情况。

例如，子弹与电扇系统，两者的速度之比决定了电扇的不一样性质。当子弹的速度远大于电扇扇叶的转速时，子弹可以自由穿过电扇；反之，则电扇具有屏蔽效应，子弹的大多数都被反射回来。

于是，同样的子弹与电扇系统，两者的速度之比的不一样，致使了该系统具有截然不一样的性质，表现为矛盾的情况。然而这一矛盾的情况是我们人为导致的。因为，在现实世界中，上面说的两种对立的情况被分割在不一样的极限情况是不会同时产生的。

类似情况在自然界中，比比皆是。例如，人的相貌，年轻时的照片与人老时的相貌有着非常大的不一样。但是我们依然不会能因为这个原因而否认他们并非同一个人，即依然不会觉得两者是矛盾的。

为什么呢？因为，时间将两种不一样的相貌分割开来。假设，一个人每天照一张照片，就可以看出由量变到质变的变化过程了。

其实，卢瑟福用阿尔法粒子轰击原子的实验，就是一个子弹与电扇的系统。这种类型系统，在自然界是非常普遍的。

因为，宇宙是其物理背景与物理对象共同构成的。这当中，离散的粒子构成了物理背景即形成空间，由粒子的高速运动所形成的封闭体系成为了物理对象即成为物质。在实质上，都是粒子与封闭体系的相互关系，都会按照它们的不一样比值，出现出不一样的性质及其不一样的情况。

例如，连续的水是由不连续的水分子构成的；连续的空气是由不连续的气体（氧气和氮气等）分子组成的。

经典力学主要研究的是宏观物体，这个问题就好比是水或空气。在宏观领域的物体，可以忽视不计量子空间的影响是一维理想的物理理论。宏观物质可以被近似地默认为自由的物体，其运动是不受到外部空间限制

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