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提到相对论和量子力学 ， 可谓无人不知无人不晓 ， 因为这两个理论是现代物理学大厦的两大基石 。 相对论统治着宏观世界 ， 而量子力学统治着微观世界 。
但我们都知道 ， 直到今天 ， 相对论和量子力学也并没有完全融合在一起 ， 两者并不协调 。 那么相对论和量子力学到底存在着什么矛盾呢？
简单讲 ， 相对论属于经典理论 ， 而量子力学属于量子理论 ， 两者有什么区别呢？
经典理论认为宇宙万物都是可描述的 ， 可预测的 ， 也都是连续的 。 简单的例子就是 ， 我们每天都能收到天气预报 ， 而天气预报就是对未来天气的描述 。
而量子理论恰恰相反 ， 认为我们所在的时空是不连续的 ， 万物都是不可预测的 ， 是不确定的 ， 只能用概率（波函数）来描述 。
下面来具体讲一讲相对论和量子力学的“前世今生” 。
相对论分为狭义相对论和广义相对论 。 狭义相对论是基于“光速不变原理”和“相对性原理”两大前提的基础上提出来的 。
爱因斯坦在研究伟大的麦克斯韦方程组时发现 ， 光速只与真空的介电常数和磁导率有关 ， 与参照系无关 。 也就是说 ， 光速是绝对的 ， 在任何参照系下都是光速 ， 光速与任何速度叠加之后仍旧是光速 。
显然这与伽利略变换（简单说就是速度的叠加）发生了矛盾 ， 也与牛顿的经典物理发生了矛盾 。
这说明麦克斯韦方程组与牛顿经典力学（伽利略变换）之间必然有一个是错误的 。
经过深入思考（过程是比较复杂的 ， 这里略去） ， 爱因斯坦提出了自己的时空观 ， 认为时间和空间并不是绝对的 ， 而且两者是有机的整体 ， 是不可分割的 。
这种思想完全颠覆了统治几百年的牛顿经典时空观 ， 因为牛顿认为时间和空间是绝对的 ， 同时两者是分开的 ， 时间和空间没有任何关系 。
这里需要强调一下 ， 狭义相对论认为时间和空间是相对的 ， 但并不是时空是相对的 。 其实在狭义相对论里 ， 时空并不是相对的 ， 而是绝对的 ， 说白了 ， “事件”本身是绝对的 。 何为“事件”？举个例子 ， 你花了5分钟时间看完了这篇文章 ， 这就是一个“事件” ， 这个事件就是绝对的 。
而广义相对论是建立在狭义相对论基础上 ， 加入了引力的概念 ， 从惯性系推广到所有参照系 。 广义相对论表明 ， 时空并不是平坦的 ， 而是弯曲的 。
因此爱因斯坦认为所谓的引力并不存在 ， 它只是时空弯曲的外在表象而已 。 可以这样简单诠释：时空告诉物体如何运动 ， 而物体告诉时空如何弯曲 。
下面说说量子力学 。
随着量子力学的发展 ， 出现了不同的分支 ， 比如说量子色动力学 ， 量子电动力学 ， 前者统一了弱力和电磁力 ， 而后者能够很好地描述强力 。 这两个力学目前来说非常成功 。
但唯独遗憾的是 ， 这两个理论中都没有涉及引力 ， 理论中的任何描述都以“引力不存在”为前提 。
所以 ， 如何把引力理论加入量子力学 ， 成为摆在科学家们面前的难题 。
广义相对论虽然很好地诠释了引力的本质 ， 但由于广义相对论只是在宏观上进行了描述 ， 并没有在微观世界诠释引力的本质 ， 这并不是量子力学下的完美理论 。
比如说 ， 根据广义相对论的预测 ， 黑洞中心存在奇点 ， 广义相对论并不能诠释奇点 。 这也说明 ， 广义相对论对于引力的诠释 ， 在微观世界是不正确的 ， 虽然它在宏观领域如此成功 。
于是 ， 量子引力理论成为科学家们追求的目标 ， 也就是将广义相对论量子化 ， 力求在微观世界也让广义相对论很成功 。 按照这个思路 ， 科学家们相继提出了圈引力理论和量子场论 ， 同时还引申出了更前沿的（超）弦理论 。
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