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什么是粒子?量子场论这样解释

科学探索万象经验2023-05-08

薛定谔方程在描述量子物体的波动性质方面效果很好,然而它也有一些局限性,特别是在速度接近光速的时候,它不能解释狭义相对论。为了解释相对论效应,空间和时间必须同等对待。但是如果你看薛定谔方程,你会发现时间和空间并没有被平等对待。

20世纪30年代,科学家们意识到,从量子化场的角度考虑量子物体,量子力学可以得到比薛定谔方程更好的公式。通过同等对待空间和时间,量子力学的方程可以进行修改以解释狭义相对论,这导致了量子场论的产生。

我们把“海洋场”看作量子场,就必须满足两个要求。第一,海洋中的波一定是离散的,这可以用波的振幅或高度来表示。因为在量子力学中,事物都有离散的量子化。假设波的高度是1米、2米或3米等,不同的高度对应着不同的粒子数。第二,真正的量子场从来不是平静的,它总是有一个最小的能态。假设我们说,1米波代表了场的最小能量状态,那么1米的最小能量称为真空能量。这意味着对于一个真正的量子场,并不意味着什么,仍然有一些最小能量在。