提到相對(duì)論和量子力學(xué)，可謂無人不知無人不曉，因?yàn)檫@兩個(gè)理論是現(xiàn)代物理學(xué)大廈的兩大基石。相對(duì)論統(tǒng)治著宏觀世界，而量子力學(xué)統(tǒng)治著微觀世界。

但我們都知道，直到今天，相對(duì)論和量子力學(xué)也并沒有完全融合在一起，兩者并不協(xié)調(diào)。那么相對(duì)論和量子力學(xué)到底存在著什么矛盾呢？

簡(jiǎn)單講，相對(duì)論屬于經(jīng)典理論，而量子力學(xué)屬于量子理論，兩者有什么區(qū)別呢？

經(jīng)典理論認(rèn)為宇宙萬物都是可描述的，可預(yù)測(cè)的，也都是連續(xù)的。簡(jiǎn)單的例子就是，我們每天都能收到天氣預(yù)報(bào)，而天氣預(yù)報(bào)就是對(duì)未來天氣的描述。

而量子理論恰恰相反，認(rèn)為我們所在的時(shí)空是不連續(xù)的，萬物都是不可預(yù)測(cè)的，是不確定的，只能用概率（波函數(shù)）來描述。

下面來具體講一講相對(duì)論和量子力學(xué)的“前世今生”。

相對(duì)論分為狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論。狹義相對(duì)論是基于“光速不變?cè)怼焙汀跋鄬?duì)性原理”兩大前提的基礎(chǔ)上提出來的。

愛因斯坦在研究偉大的麥克斯韋方程組時(shí)發(fā)現(xiàn)，光速只與真空的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率有關(guān)，與參照系無關(guān)。也就是說，光速是絕對(duì)的，在任何參照系下都是光速，光速與任何速度疊加之后仍舊是光速。

顯然這與伽利略變換（簡(jiǎn)單說就是速度的疊加）發(fā)生了矛盾，也與牛頓的經(jīng)典物理發(fā)生了矛盾。

這說明麥克斯韋方程組與牛頓經(jīng)典力學(xué)（伽利略變換）之間必然有一個(gè)是錯(cuò)誤的。

經(jīng)過深入思考（過程是比較復(fù)雜的，這里略去），愛因斯坦提出了自己的時(shí)空觀，認(rèn)為時(shí)間和空間并不是絕對(duì)的，而且兩者是有機(jī)的整體，是不可分割的。

這種思想完全顛覆了統(tǒng)治幾百年的牛頓經(jīng)典時(shí)空觀，因?yàn)榕ｎD認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對(duì)的，同時(shí)兩者是分開的，時(shí)間和空間沒有任何關(guān)系。

這里需要強(qiáng)調(diào)一下，狹義相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間是相對(duì)的，但并不是時(shí)空是相對(duì)的。其實(shí)在狹義相對(duì)論里，時(shí)空并不是相對(duì)的，而是絕對(duì)的，說白了，“事件”本身是絕對(duì)的。何為“事件”？舉個(gè)例子，你花了5分鐘時(shí)間看完了這篇文章，這就是一個(gè)“事件”，這個(gè)事件就是絕對(duì)的。

而廣義相對(duì)論是建立在狹義相對(duì)論基礎(chǔ)上，加入了引力的概念，從慣性系推廣到所有參照系。廣義相對(duì)論表明，時(shí)空并不是平坦的，而是彎曲的。

因此愛因斯坦認(rèn)為所謂的引力并不存在，它只是時(shí)空彎曲的外在表象而已?？梢赃@樣簡(jiǎn)單詮釋：時(shí)空告訴物體如何運(yùn)動(dòng)，而物體告訴時(shí)空如何彎曲。

下面說說量子力學(xué)。

隨著量子力學(xué)的發(fā)展，出現(xiàn)了不同的分支，比如說量子色動(dòng)力學(xué)，量子電動(dòng)力學(xué)，前者統(tǒng)一了弱力和電磁力，而后者能夠很好地描述強(qiáng)力。這兩個(gè)力學(xué)目前來說非常成功。

但唯獨(dú)遺憾的是，這兩個(gè)理論中都沒有涉及引力，理論中的任何描述都以“引力不存在”為前提。

所以，如何把引力理論加入量子力學(xué)，成為擺在科學(xué)家們面前的難題。

廣義相對(duì)論雖然很好地詮釋了引力的本質(zhì)，但由于廣義相對(duì)論只是在宏觀上進(jìn)行了描述，并沒有在微觀世界詮釋引力的本質(zhì)，這并不是量子力學(xué)下的完美理論。

比如說，根據(jù)廣義相對(duì)論的預(yù)測(cè)，黑洞中心存在奇點(diǎn)，廣義相對(duì)論并不能詮釋奇點(diǎn)。這也說明，廣義相對(duì)論對(duì)于引力的詮釋，在微觀世界是不正確的，雖然它在宏觀領(lǐng)域如此成功。

于是，量子引力理論成為科學(xué)家們追求的目標(biāo)，也就是將廣義相對(duì)論量子化，力求在微觀世界也讓廣義相對(duì)論很成功。按照這個(gè)思路，科學(xué)家們相繼提出了圈引力理論和量子場(chǎng)論，同時(shí)還引申出了更前沿的（超）弦理論。

但科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，無論哪種理論，距離他們心目中的完美理論還很遠(yuǎn)，尋找更加完美的量子引力理論也成為了科學(xué)家們奮斗的目標(biāo)。