當(dāng)下物理學(xué)中最難的問(wèn)題是什么？

量子引力。

誰(shuí)能攻克誰(shuí)必拿諾貝爾獎(jiǎng)！

甚至超越愛(ài)因斯坦和牛頓。

量子引力是什么？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它是試圖將現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱，量子力學(xué)和廣義相對(duì)論，統(tǒng)一起來(lái)的嘗試。

量子力學(xué)是描述微觀世界的物理理論，它告訴我們?cè)?、分子、電子等粒子的行為和性質(zhì)。

廣義相對(duì)論是描述宏觀世界的物理理論，它告訴我們時(shí)空、引力、黑洞等現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

這兩個(gè)理論都是非常成功和精確的，但是它們卻不兼容。

當(dāng)我們?cè)噲D用量子力學(xué)來(lái)解釋引力時(shí)，我們會(huì)遇到各種數(shù)學(xué)上的困難和矛盾。

當(dāng)我們?cè)噲D用廣義相對(duì)論來(lái)描述微觀粒子時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它無(wú)法解釋一些基本的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和觀測(cè)事實(shí)。

這就是為什么我們需要一個(gè)量子引力理論，一個(gè)能夠同時(shí)適用于微觀和宏觀世界的物理理論。

但是，量子引力并不容易統(tǒng)一。

物理學(xué)家已經(jīng)在這個(gè)問(wèn)題上工作了幾十年，但他們至今還沒(méi)有能夠提出一個(gè)完整的理論。量子引力面臨的最大挑戰(zhàn)之一是，引力或者說(shuō)重力是自然界中最弱的力。

它是如此之弱，以至于在實(shí)驗(yàn)室中無(wú)法用粒子來(lái)研究它。我們只能看到它對(duì)非常大的物體，比如行星和恒星，產(chǎn)生的影響。

這意味著我們?nèi)狈δ軌騾^(qū)分各種理論的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和觀測(cè)證據(jù)。

那么，我們?cè)趺床拍芙y(tǒng)一量子引力呢？

目前有很多不同的方法來(lái)探索這個(gè)問(wèn)題，比如弦理論、環(huán)路量子重力、黑洞熱力學(xué)等等。

這些方法都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，也都有各自的支持者和反對(duì)者。因?yàn)椴煌姆椒ㄓ胁煌拇鸢浮?strong>但沒(méi)有一個(gè)方法能夠完全解釋所有的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，也沒(méi)有一個(gè)方法能夠得到所有人的認(rèn)可和接受。

但是，我們可以嘗試找出一些最基本和最普遍的原則，比如：

量子原則：這個(gè)原則要求量子引力理論必須符合量子力學(xué)的基本假設(shè)和規(guī)律，比如不確定性原理、疊加原理、測(cè)量原理等等。 這個(gè)原則意味著重力場(chǎng)也必須被量子化，也就是說(shuō)，它也必須由一些離散的最小單位組成。這些最小單位被稱(chēng)為重力子，它們是假設(shè)的傳遞重力的粒子。

相對(duì)性原則：這個(gè)原則要求量子重力理論必須符合廣義相對(duì)論的基本假設(shè)和規(guī)律，比如等效原理、協(xié)變性原理、曲率-能量關(guān)系等等。這個(gè)原則意味著時(shí)空也必須被動(dòng)態(tài)化，也就是說(shuō)，它也必須隨著物質(zhì)和能量而彎曲和變化。

背景獨(dú)立性原則：這個(gè)原則要求量子重力理論必須不依賴于任何特定的時(shí)空背景或結(jié)構(gòu)，而是能夠自洽地生成時(shí)空背景或結(jié)構(gòu)。這個(gè)原則意味著時(shí)空也必須被自由化，也就是說(shuō)，它也必須有自己的內(nèi)在自由度和變化方式。

全息原則：這個(gè)原則要求量子重力理論必須能夠用一個(gè)低維的量子場(chǎng)論來(lái)描述一個(gè)高維的量子重力理論，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系被稱(chēng)為全息對(duì)偶。 這個(gè)原則意味著時(shí)空也必須被限制化，也就是說(shuō)，它也必須有一個(gè)最大的信息容量和最小的長(zhǎng)度尺度。

熱力學(xué)原則：這個(gè)原則要求量子重力理論必須能夠用熱力學(xué)的概念和定律來(lái)描述一些重力現(xiàn)象，比如黑洞的熵、溫度、輻射等等。這個(gè)原則意味著時(shí)空也必須被熱化，也就是說(shuō)，它也必須有一個(gè)有限的溫度和熵。

當(dāng)然，這些原則并不是完全確定或者完全正確的，它們只是一些可能的指導(dǎo)思想和啟發(fā)性的假設(shè)。

在尋找量子重力理論的過(guò)程中，我們可能需要修正或者放棄一些原則，或者引入一些新的原則。這需要科學(xué)家們不斷地進(jìn)行理論構(gòu)建、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)和觀測(cè)驗(yàn)證。

所以，量子引力仍然是物理學(xué)中最大的未解之謎之一，

也是科學(xué)家決心要解決的問(wèn)題之一。

它不僅關(guān)系到我們對(duì)自然界的基本認(rèn)識(shí)和掌握，也關(guān)系到我們對(duì)宇宙起源的探索和思考。

那么，你對(duì)這個(gè)問(wèn)題有什么看法呢？

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