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《大学物理简明教程》只读了相对论与量子物理两课,请问相对论和量子物理是物理学的两大最重要的中心吗?

我在大学里是软件专业没有物理课程,我出于业余爱好买了一本《大学物理简明教程》,只读了相对论与量子物理两课。请问相对论和量子物理是物理学的两大最重要的中心吗?

请求读书高手指点答案,十分感谢。

《相对论量子力学》是一部介绍相对论量子理论的研究生教程,重在强调其在凝聚态物理中的重要应用。基本理论包括:狭义相对论,角动量和零自旋粒子;文章讨论了Dirac 方程,对称和算子以及自由粒子,黑洞和Klein矛盾也被提及,并且解决了一些模型问题;紧接着主要量子理论在凝聚态物质中的应用,单电子原子爆炸的相对理论,并将该理论发展来描述多粒子系统的量子力学,包括Hartree-Fock和密度函数法。散射理论,带结构,磁光效应和超导。书中配有不少练习题。


相对论(英语:Theory of relativity)是关于时空和引力的理论,主要由爱因斯坦(Albert Einstein)创立,依其研究对象的不同分为狭义相对论(特殊相对论)和广义相对论(一般相对论)。

相对论(Relativity)的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论(Special Relativity)和广义相对论(General Relativity)的区别是,前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年,广义相对论提出于1915年(爱因斯坦在1915年末完成广义相对论的创建工作,在1916年初正式发表相关论文)。

由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难,即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此,在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。

狭义相对论最著名的推论是质能公式,它说明了质量随能量的增加而增加。它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量,但它不是导致原子弹的诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,与有些天文观测到的现象符合。

根据质能方程,人们很容易推出 “ 光速是宇宙中最快速度 ”。因为,当物体达到光速时,其质量将变得无穷大,与事实不相符。然而,还有人提出,存在着两种宇宙,即 “快宇宙 ” 和 “ 慢宇宙 ”。所有基本粒子在快宇宙中比光速快,即快子,因此,他们所组成的物质也比光速快,反之亦然。此外,有天文学家惊人观测到超光速现象,包括星系相离的速度、类星体膨胀的速度等等。 但是,至今没有一种说法令人信服,也没有一种说法推翻相对论。


量子概念是1900年普朗克首先提出的,到今天已经一百一十多年了。期间,经过玻尔、德布罗意、玻恩、海森堡、薛定谔、狄拉克、爱因斯坦等许多物理大师的创新努力,到20世纪30年代,初步建立了一套完整的量子力学理论。

量子物理学是人们研究微观世界的理论,也有人称为研究量子现象的物理学。由于宏观物体是由微观世界建构而成的,因此量子物理学不仅是研究微观世界结构的工具,而且在深入研究宏观物体的微结构和特殊的物理性质中也发挥着巨大作用。我们把科学家们在研究原子、分子、原子核、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。

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