什么是现代物理学的重大难题，它又被称为什么？——量子引力学。

发布时间：2023-07-12 14:04:35 所属栏目：外闻来源：

导读：量子引力是什么？

简单来说，它是试图将现代物理学的两大支柱，量子力学和广义相对论，统一起来的尝试。

量子力学是描述微观世界的物理理论，它告诉我们原子、分子、电子等粒子的行为和性质。

广义相对论是

量子引力是什么？

简单来说，它是试图将现代物理学的两大支柱，量子力学和广义相对论，统一起来的尝试。

量子力学是描述微观世界的物理理论，它告诉我们原子、分子、电子等粒子的行为和性质。

广义相对论是描述宏观世界的物理理论，它告诉我们时空、引力、黑洞等现象的本质和规律。

当我们试图用量子力学来解释引力时，我们会遇到各种数学上的困难和矛盾。

当我们试图用广义相对论来描述微观粒子时，我们会发现它无法解释一些基本的实验结果和观测事实。

物理学家已经在这个问题上工作了几十年，但他们至今还没有能够提出一个完整的理论。量子引力研究学者面临的迄今为止的最大挑战之一可能将会是，量子引力或者说量子重力实际上是自然界中最弱的力。

它是如此之弱，以至于在实验室中无法用粒子来研究它。我们只能看到它对非常大的物体，比如行星和恒星，产生的影响。

这些方法都有各自的优点和缺点，也都有各自的支持者和反对者。因为不同的方法有不同的答案。但没有一种方法能够完全解释所有的事情和数据，也没有一个方式能够得到大家的认可和接受。

但是，我们可以尝试找出一些最基本和最普遍的原则，比如：

量子原则：这个原则要求量子引力理论必须符合量子力学的基本假设和规律，比如不确定性原理、叠加原理、测量原理等等。这个原则意味着重力场也必须被量子化，也就是说，它也必须由一些离散的最小单位组成。这些最小单位被称为重力子，它们是假设的传递重力的粒子。

相对性原则：这个原则要求量子重力理论必须符合广义相对论的基本假设和规律，比如等效原理、协变性原理、曲率-能量关系等等。这个一分为二的原则同样地意味着物质的时空也必须被动态化，反过来也就是说，它也必须随着物质和能量而弯曲和相应地变化。

背景独立性原则：这个原则要求量子重力理论必须不依赖于任何特定的时空背景或结构，而是能够自洽地生成时空背景或结构。这个原则本身意味着自动化时空也必须被自由化，也就是说，它也必须能够有自己的相应的内在自由度和无限可能性地变化实现的方式。

全息原则：这个原则要求量子重力理论必须能够用一个低维的量子场论来描述一个高维的量子重力理论，这种对应关系被称为全息对偶。这个原则意味着时空也必须被适应的限制化，也就是说，它也必须适应有一个最大的信息存储容量和一个最小的信息长度之间的尺度。

热力学原则：这个原则要求量子重力理论必须能够用热力学的概念和定律来描述一些重力现象，比如黑洞的熵、温度、辐射等等。这个原则意味着时空也必须被热化，也就是说，它也必须有一个有限的温度和熵。

在寻找量子重力理论的过程中，我们可能需要修正或者放弃一些原则，或者引入一些新的原则。这需要科学家们不断地进行理论构建、数学推导、实验检验和观测验证。

所以，量子引力仍然是物理学中最大的未解之谜之一，它不仅关系到我们对自然界的基本认识和掌握，也关系到我们对宇宙起源的探索和思考。

（编辑：汽车网）

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