相對論和量子力學，分別描述不同的物理學領域。相對論應用於宏觀宇宙、高速運動的情況。而量子力學則是微觀世界的統治者。

相對論和量子力學，在各自的領域都可以正確地描述事物的執行規律。但是，在他們相互有交集的領域，存在一些矛盾。但也不是全部都有矛盾。它們在描述引力的地方，存在矛盾。其它方面，並無很大矛盾存在。相對論認為引力是幾何時空彎曲的結果，而量子力學則認為一切力都是粒子交換的結果，因此存在引力子。但是，引力子目前還沒有找到。

所以，如果能夠很好解決二者有關引力描述的矛盾，二者就可以很好地統一了起來。目前還不知道是不是相對論和量子力學二者之一是否有些還為完善的地方，需要進行微調以使二者很好地統一起來。或者說引力就像光子具有波粒二象性的性質，可以分別表現為不同的形式，二者都對。或者乾脆相對論和量子力學，二者都只是接近終極理論，還不是最終極的理論。

總之，對於目前的物理學，相對論和量子力學還夠用。等到那天不夠用了，有新現象出現的時候，自然就好出現更深的理論。

這個問題問到點子上了，如果科學家把相對論和量子力學的矛盾解決了，基本上就接近科學家所追求的大一統理論了，這個人很可能將是歷史上最偉大的物理學家！

這兩個理論矛盾點在哪兒？值得好好講講……

一、量子力學

量子力學是解決微觀尺度的問題，可以粗略的說，是原子內部的問題。最初人們認為原子就是一個球體，電子也是一個有實體的圓圓的粒子，但是量子力學告訴我們，當尺度小到量子力學的範疇，世界將大大不同！

基本粒子將會變成不連續的狀態，位置也不確定，空間是間斷地、跳躍地、破碎地，甚至連粒子在被觀察之前，有沒有實體、是不是實體存在，都變得讓科學家拿捏不定了……

可是令人驚訝的是，這麼一個神秘莫測的世界，科學家竟然能寫出方程來描述它（薛定諤方程、狄拉克方程），人們發現，基本粒子的行為都是機率化的，並且透過計算，可以精確描述結果，目前與所有實驗結果都完全吻合！

因此，雖然我們不知道量子力學為什麼會這樣，但是它就是對！就是好用！由於量子力學在哲學上難以解釋，因此也有很多科學家認為量子力學不完美，絕不是終極理論！

二、相對論

由愛因斯坦一個人創立，包括狹義相對論和廣義相對論。

狹義相對論統一了時間與空間，也就是在空間中的高速運動可以使時間流速變慢；後來又推論出了質能方程，把質量和能量統一了起來。狹義相對論在高速下效應顯著。

廣義相對論統一了空間與引力，也就是引力可以使空間彎曲。廣義相對論在大質量大尺度下效應顯著。

因此，相對論把時間、空間、引力、質量和能量有機統一在了一起，完全改變了傳統的時空觀。而相對論效應也被數不勝數的試驗和資料相繼證實。

三、矛盾點

相對論要求空間是平滑連續的，而量子力學的微觀世界是間斷破碎的，這裡面有深刻的矛盾。

有人說了，就別讓兩個理論打照面了，各自研究自己擅長的理論就好了。

人們確實是這麼做的，直到黑洞的出現，人們再也無法忽視矛盾的存在。黑洞質量超大（適用廣義相對論）而體積極小（適用量子力學），所以必須用兩個理論才能解釋黑洞。而科學家發現，計算時總是出現無窮大，怎麼也協調不了兩個理論。因此這成為了物理學界一大懸案。

四、科學家解決這個矛盾的嘗試

由於兩個理論存在矛盾，物理學界一直嘗試尋找一個終極理論，可以包容量子力學和相對論。

思路一：統一場論。物質間有4種基本作用力，電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用和電磁相互作用。如果找到一種理論可以把4種力統一起來，就找到了終極理論，而相對論和量子力學的矛盾自然解決。

目前科學家已經統一了除引力外的其他4種了，用的理論是楊-米爾斯規範場論。這裡面的楊，指的是楊振寧。

思路二：弦理論。這個理論認為組成物質的基本單位是非常小的弦，弦的不同振動模式，對應不同的粒子和基本作用力。它的魅力在於，弦的振動可以自然匯出引力作用，因此這個理論如果成功，完全可以統一所有的力！

這就是目前科學界對此問題的研究進展。

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