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1 # 中原公子
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2 # 艾伯史密斯
答:目前有一些理論,比如超弦理論,圈量子引力論,和量子引力理論,能在某些方面融合相對論和量子力學。
這些理論涉及的數學知識很高深,我們只能做簡單瞭解,它們都是終極理論的候選者。
一、 超弦理論超弦理論是目前最有潛力的理論,1969年物理學家Gabriele Veneziano在瑞士大數學家尤拉的一本著作中,注意到了一個函式(尤拉B函式),可以用來描述強作用力。
後來物理學家Leonard Susskind發現,這一函式延伸出來的物理影象,是"可扭曲有彈性的線段",並在後來發展成了"超弦理論"。
超弦理論描述:我們宇宙的最小基本單元是一維的且很小很小的"弦",尺度是普朗克距離約10^-35m,這些弦以不同的方式振動,可以得到不同的基本粒子,比如電子、夸克和中微子等等。
超弦理論最大的特點,就是對世界的維度做了限制,在超弦理論中,要求我們世界必須是11維的,十維的空間加上一維的時間。
之所以認為超弦理論最有可能成為終極理論,是因為超弦理論能夠調和量子力學和相對論之間的衝突。
在之前,量子力學主宰著微觀世界,相對論主宰者宏觀世界,兩者有著本質的矛盾,成為當代物理學中最大的難題,而超弦理論為解決這一矛盾,提供了一種思路。
由於超弦理論涉及到的數學知識艱深,所以能夠涉獵該領域的人屈指可數。
二、 圈量子引力論圈量子引力論又名量子幾何學,是專門為了調和量子力學和相對論,發展出來的一套理論。
圈量子引力論的特點,如同廣義相對論用空間彎曲描述宇宙一樣,只不過圈量子引力論描述的是量子行為,而且非常成功。
以至於某些科學家指出,很有可能圈量子引力論與超弦理論,都是終極理論在某些條件下的近似,猜測兩者還會統一到一起。
三、 量子引力理論量子引力理論,研究量子力學和引力結合的理論,我們知道,現在已知的基本力有四種,強力、弱力、電磁力和萬有引力。
其中量子力學可以很好地描述前面三種力,但對萬有引力的描述,卻顯得束手無策,唯有廣義相對論可以描述萬有引力,所以量子力學和萬有引力的結合,必定是終極理論的研究範疇。
量子引力理論最大的特點,是描述了一種反引力,其中強力、電磁力和弱力,都是反引力分化而來。
該理論還描述了“為何存在光速限制”,因為在該理論模型下,粒子級物質都有一種泡沫結構,而支撐這些泡沫的關鍵就是速度。
如果超過光速,就會造成光子中的引力和反引力不穩定,這種不穩定會使光子執行速度變慢,直到落回光速,這就是光速恆定的原因,但是在該理論中,也存在一些超粒子可以超光速執行。
這些理論的預言和研究,在目前實驗水平上,還無法進行驗證。比如超弦理論研究的尺度,要想驗證,所需要建造的對撞機,可以繞銀河系一週呢!
當然,不排除未來的人類,真可以建造這麼大能量的對撞機。
註明:該答案內容,部分取自我2018年1月15日釋出的文章《終極理論候選者,哪個是愛因斯坦追求的夢?或許人類永遠找不到!》
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3 # 高個兒12
只能說現在還沒有真正統一起來。科學是不斷探索中前進的,廣義相對論和量子理論又是現代科學兩大前沿理論。這兩個理論都得出了極豐碩的成果,同時前沿的研究困難又極大,都是普通人無法想象的。為了統一這兩種理論,科學家們做出了各種嘗試,目前最有希望的是超弦理論,希望這個理論儘快發展,儘快有所突破,徹底揭開時空本質的秘密。
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4 # 趙凡丁201
1丶廣義相對論是以宏觀世界為研究物件的理論,量子力學是以微觀世界為研究物件的理論。兩種理論研究方向與物件的不同,以目前人類對宇宙規律的認知程度和處於的探索階段,尚不具備將兩者融合統一起來的條件。
2丶如今兩種理論都處在繼續探索與完善的時段。如果有人在條件尚不充分具備的情況下,試圖拔苗助長,強行完成兩種理論的融合統一,只能收到欲速則不達的相反效果。正確的作法是:尊重科學演進的長期積累、漸進發展的客觀規律。水到渠成,瓜熟自然蒂落。
3丶當前應積極大力支援這兩種前沿理論探索研究及深入發展。國家與民間的力量形成合力,加大人才和物質資源的投入,集中精力,讓兩種理論沿著各自的研究方向取得突破性進展,成為世界級的前沿科學開拓者和領軍者。這才是唯一正確的選擇,而不是想入非非,好高鶩遠,去搞什麼大統一理論的研究。
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5 # 金童希瑞
任何一個理論都需要實踐的檢驗。白堊紀小行星撞擊地球產生的能量轉化為物質,是引力場和量子場的重合;當引力場與量子場重合了,廣義相對論與量子力學就可以形成統一了!
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廣義相對論與量子力學是20世紀兩大理論物理突破。
是愛因斯坦與1915年推廣狹義相對論創立了廣義相對論,建立起引力與時空幾何的聯絡,隨後狹義相對論與量子力學的成功統一建立了量子場論。而今年也是廣義相對論誕生100週年!
至於,廣義相對論與量子力學是不是沒有人能融合?我想應該不是!
比如說弦理論:物質放大呈現不同階段,終結於弦階段:1物質,2分子結構(原子),3原子(質子、中子、電子),4電子,5夸克,6弦。
弦理論也引起了很多科學家的注意,大部分原因是因為它很有可能會成為大統一理論,弦理論也可能是量子引力的解決方案之一。
還有,最近中國科學院院士、中國科學院大學副校長:吳嶽良,基於量子場論和對稱原理建立超越愛因斯坦廣義相對論的引力量子場論。
嘿!我看我只能做一位旁觀者了!