拿起相对论与量子物理学,险些东说念主尽齐知,它们是当代科学的两大撑握。相对论主导了咱们所见的浩繁天地,而量子物理学则诈欺了微不雅天下的步骤。

但是,即便如斯,直到当天,两大表面仍未能完全交融,互相之间似乎尚存鸿沟。那么,它们之间到底存在何种顺心呢?
简而言之,相对论根植于传统经典表面,而量子物理学则是量子天下的家具,它们有何不同?
经典表面坚握万物齐可描摹、可猜想,一切场面都是贯串的。举例,咱们每天秉承的天气预告,等于对畴前表象的预示。
而量子表面则走上了另一条说念路,它以为咱们所处的天地并非贯串,一切齐是难以推断的、充满不细目性,只可通过概率(波函数)来描摹。

让咱们长远探讨一下相对论与量子物理学的“历史与近况”。
相对论不错细分为稀奇相对论与广义相对论。稀奇相对论开导在两大公理之上:“光速不变旨趣”和“相对性旨趣”。
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在商讨有名的麦克斯韦方程组时,发现,光速仅与真空的电容率和磁导率考虑,与参考系无关。这标明,光速是天地中的一个常数,不管在何种参考系中,速率的类似都保握不变。
这一发现与伽利略变换(即速率的类似原则)和牛顿经典物理产生了矛盾。
这标明,麦克斯韦方程组与牛顿经典力学(伽利略变换)必有一个是无理的。

经过长远念念考(这个历程颇为复杂,此处略过),爱因斯坦建议了我方对时空的看法,他以为时辰与空间并非完全存在,而是一个不行分割的全体。
这种不雅念澈底颠覆了牛顿经典时空不雅,因为牛顿以为时辰与空间是独处且完全的,两者毫无关系。
这里需要强调的是,在稀奇相对论中,时辰和空间是相对的,但并非指时空是相对的。在稀奇相对论里,时空是完全的,举例你破耗五分钟阅读这篇著述这一“事件”,它是完全的。
广义相对论则是在稀奇相对论的基础上,加入了重力观点,并推行至悉数参考系。广义相对论以为,时空并不是平坦的,而是具有曲率的。
因此,在爱因斯坦看来,所谓的重力只是是时空曲率的外皮推崇。不错浅显地阐扬为:时空率领物体畅通的轨迹,而物体的畅通反过来塑造时空的曲率。

接下来,咱们转向量子物理学。
跟着量子物理学的不断发展,出现了诸如量子色能源学、量子电能源学均分支,它们区分合资了弱力与电磁力,并告捷描摹了强力。这两个表面于今戒指赢得了巨大的告捷。
但缺憾的是,这两个表面均未触及重力。在表面的任何态状中,都默许重力不存在。
因此,如何将重力表面融入量子物理学,成为了科学家们面对的挑战。
固然广义相对论很好地阐释了重力的骨子,但它仅在宏不雅层面上进行了态状,未能在微不雅天下中揭示重力的真理,因此它并不是量子规模中的无缺表面。

举例,凭据广义相对论的推断,黑洞中心存在奇点,但广义相对论无法阐扬这一奇点。这标明,在微不雅规模,广义相对论对重力的阐扬并不准确,尽管它在宏不雅天下中赢得了巨大的告捷。
因此,量子重力表面成为了科学家们追求的联想,亦行将广义相对论量子化,试图在微不雅天下中也让广义相对论赢得告捷。基于这一念念路,科学家们建议了圈量子引力表面和量子场论,并繁衍出了前沿的(超)弦表面。
但是,科学家们发现,不管这些表面如何精妙,它们离心中的无缺表面仍有一段距离,寻找一个愈加无缺的量子重力表面成为了科学家们不懈追求的联想。