量子物理學和廣義相對論？統一廣義相對論和量子理論的關鍵在于尋找一種新的理論框架 廣義相對論和量子理論是物理學中的兩大基石，但它們各自描述的物理現象和尺度截然不同，難以直接融合。廣義相對論主要描述宏觀世界的引力現象，如天體運動和宇宙演化，而量子理論則揭示微觀世界中粒子的行為和相互作用規律。為了統一這兩大理論，物理學家們進行了長期的探索和嘗試。一、那么，量子物理學和廣義相對論？一起來了解一下吧。
都沒贏，二者皆為現代物理學的基礎。而且相對論直接和間接地催生了量子力學的誕生，也為研究微觀世界的高速運動確立全新的數學模型。
20世紀的前幾十年是物理學奇跡的年代。首先，愛因斯坦的相對論徹底改變了我們對空間、時間、運動和引力的看法。然后，20年代和30年代的量子革命顛覆了我們對亞原子世界的所有直覺。廣義相對論和量子力學一起使我們能夠解釋幾乎所有觀察到的基本現象，它們預測了許多意想不到的現象，這些現象后來都得到了證實。
然而，這兩種理論在根本上相互矛盾。自物理學黃金時代以來的一個世紀里，我們一直試圖調和兩者，但都沒有成功。廣義相對論和量子力學之間究竟有什么沖突？
廣義相對論是愛因斯坦的偉大引力理論，在其中質量和能量的存在彎曲了空間和時間的結構，而反過來也影響了物體的運動。廣義相對論描述了一個巨大的宇宙，而量子力學則談論了亞原子世界。它將粒子描述為具有無限可能性的波，其觀察到的性質本質上是不確定的。我們對宇宙的體驗，似乎是從這個充滿可能性的景觀中，以奇怪的但在數學上可預測的方式提取出來的。
該數學始于薛定諤方程，該方程通過時間和空間跟蹤這些概率波。但是薛定諤方程以老式的牛頓方式將空間和時間視為根本上分離的。這明顯是有問題的，而保羅·狄拉克用電子的相對論波動方程解決了部分問題。如今，現代量子場論充分結合了狹義相對論的時空融合，然而它還是沒有包含廣義相對論所預測的時空彎曲。
相對論是關于時空和引力的基本理論，主要由愛因斯坦創立，分為狹義相對論(特殊相對論)和廣義相對論(一般相對論)。相對論的基本假設是光速不變原理，相對性原理和等效原理。相對論和量子力學是現代物理學的兩大基本支柱。奠定了經典物理學基礎的經典力學，不適用于高速運動的物體和微觀條件下的物體。相對論解決了高速運動問題；量子力學解決了微觀亞原子條件下的問題。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“同時的相對性”，“四維時空”“彎曲空間”等全新的概念。
狹義相對論
主條目：狹義相對論
狹義相對論，是只限于討論慣性系情況的相對論。牛頓時空觀認為空間是平直的、各向同性的和各點同性的的三維空間，時間是獨立于空間的單獨一維（因而也是絕對的）。狹義相對論認為空間和時間并不相互獨立，而是一個統一的四維時空整體，并不存在絕對的空間和時間。在狹義相對論中，整個時空仍然是平直的、各向同性的和各點同性的，這是一種對應于“全局慣性系”的理想狀況。狹義相對論將真空中光速為常數作為基本假設，結合狹義相對性原理和上述時空的性質可以推出洛侖茲變換。
廣義相對論
主條目：廣義相對論
廣義相對論是愛因斯坦(Albert Einstein)在1915年發表的理論。
量子力學和廣義相對論是二十世紀兩個非常成功的理論，但令人驚訝的是這兩個理論在現有的框架下是相沖突的。簡單說來，量子力學認為沒有任何東西是靜止不動的，任何東西都有起伏漲落(測不準原理)。廣義相對論認為時空是彎曲的，彎曲時空是萬有引力的起源。將這兩個理論結合就可以導出時空本身也是每時每刻都在經歷著量子的起伏漲落。在大多數情況下，這些漲落是很小很小的，但在一些極端情況下，比如說在極短距離下、在黑洞的視界附近，在大爆炸的初始時刻等等，這些量子漲落將變得非常重要。在這些情況下，我們現有的理論(量子力學和廣義相對論)是不適用的，只能得到一些結果為無窮大荒謬結論。很顯然，我們需要一個更完備的理論。 令人驚訝的是，從粒子物理學中發展起來的弦理論提供了這一問題的答案。在弦理論中，由于弦的延展性(一維而不是一個點)，引力和光滑的時空觀念在比弦尺度還小的距離下失去了意義，時空量子泡沬由“弦幾何”代替了。現在，用弦理論已經解決了有關黑洞量子力學問題的一些疑難。如何用弦理論來說明宇宙大爆炸的初始起點仍然是一個沒有解決的大問題。
廣義相對論和量子力學是二十世紀影響最大的科學理論，沒有高低之分，都對物理學的發展起到了極大的促進作用。廣義相對論和量子力學是二十世紀中重要的物理學理論，對物理學以及科學大發展都起到了促進作用，有人說，在這兩者之中，誰才是二十世紀影響最大的科學理論呢？其實，對于這個問題的回答，有著多種多樣的答案，每種答案都有著自己的獨特性，根據個人愚見，廣義相對論和量子力學這兩種理論，在物理學中的影響幾乎是一樣的。廣義相對論指導了人們發現了宇宙中神秘的天體——黑洞；而量子力學引導了人們向更深層次的超自然現象進行思考。 眾所周知，廣義相對論和量子力學這兩者一直到現在都無法用某種理論對他們進行統一，那么，在未來的十年、甚至幾百年中，廣義相對論和量子力學有可能被統一起來嗎？我認為，在未來，廣義相對論和量子力學是可以被統一的。把廣義相對論和量子力學的統一起來是個復雜的工程，科學家根據探究實驗發現，和廣義相對論相對應的兄弟狹義相對論與量子力學有著微妙的聯系，狹義相對論與量子力學都是在微觀世界下的理論。如何把狹義相對論與量子力學有機統一呢？超弦理論就是狹義相對論與量子力學統一過后的產物。為了狹義相對論與量子力學的平衡，科學家花費了不少功夫。
以上就是量子物理學和廣義相對論的全部內容，綜上所述，廣義相對論和量子力學在基本原理、解的穩定性以及各自適用領域等方面都存在矛盾。這些矛盾促使理論物理學家不斷尋求一個包含廣義相對論和量子力學基本特點的更普遍的理論。內容來源于互聯網，信息真偽需自行辨別。如有侵權請聯系刪除。
