量子力学和相对论格格不入,是因为我们的宇宙有两套物理法则吗?

物理学家们在认识到宇宙中存在四大基本作用力后,便一心想把这四大基本力统一起来。

理论物理学家牛顿最早总结出了万有引力定律,后来的法拉第和麦克斯韦统一了电和磁,再后来爱因斯坦的广义相对论在牛顿万有引力的基础上更进一步,为人类揭开了引力的本质是“时空扭曲”这一事实,然而和广义相对论同时代的量子力学认为,四大基本力本质上都是微观粒子交换产生的。

所以量子力学认为,引力是由名为“引力子”的微观粒子交换而出现的,这便是量子力学和相对论不匹配的地方。

但是说量子力学和相对论“格格不入”是非常错误的,因为量子力学更多描述的是微观粒子世界,而相对论描述的是宏观,近光速且强引力的世界,两者一小一大互补性非常强,何来“格格不入”之说呢?

物理学家始终相信“大道至简”

一切看起来复杂烧脑的现象,其本质一定是非常简单的,目前的标准模型理论已经统一了强力弱力和电磁力,微观世界所有现象都能用其来推演预测,而主要作用于宏观世界的“引力”虽然还没有被统一,但“蓬勃发展”的弦理论正在向这方面努力。

现代物理学界的共识是,相对论和量子力学都是终极理论,它们只是终极理论的一部分而已,它们之间的小矛盾预示着在它们之上有一个更完美的理论存在。

如果按照经典物理学家用两到三个世纪才突破到现代物理学的速度来看,本世纪末到下个世纪末,现代物理学就能迎来一次突破,到时候相对论和量子力学是有统一希望的。