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？

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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？

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要想明了相对论和量子力学之间的差异，需要知道这两个理论产生的缘由，用一个统一的物理机制将它们有机地联系起来。
经典力学是忽略空间效应的理想物理学，是一维的，只考虑了物质的因素。然而，当人的认识超出宏观范围，进入高速、宇观和微观领域，作为物理背景的空间效应便显现了出来，使经典力学面临现实的挑战，并由此陷入了认识的困境。
比如光速不变现象、水星剩余进动和波粒二象性等，对应上述新的现象所建立的近代物理理论，分别是狭义相对论、广义相对论和量子力学。
由此我们知道，相对论和量子力学分别是不同领域，反映空间效应的局部理论。由于是在发现新效应的初期，上述两个理论只是比较初级的唯象型理论。这类理论只建立了现象之间的外在联系，却没有提供导致这些分立现象的物理机制。因此，割裂了不同极限情况下不同现象之间的内在联系，从而使两个局部的理论彼此难以相容。
类似的情况还有很多，比如当年普朗克发现黑体辐射公式之前，已有两个分别描述红外线和紫外线的辐射公式。这两个公式在各自的频段都是非常吻合的，然而一旦超出各自的范围就失效了，表现为这两个公式的截然对立。
因此，只有在统一的物理机制下，才有可能将相对论和量子力学统一起来，它们分别是该物理机制在不同极限情况下的局部理论。
比如，宇宙是由量子构成的。无数离散的基态量子构成空间，激发量子成为光子属能量的范畴，由高能量子组成的封闭体系成为物质。
由于微观粒子的半径远小于空间量子的间距，所以类似布朗运动，所有的微观粒子都具有波粒二象性，描述这一现象的理论就是量子力学。
当物体的速度接近空间的传播速度即光速时，类似赤脚划水运动，会使空间效应变大，从而限定了物体速度的进一步增大，由相对于空间的势能取代物体动能的增加。描述这类现象的理论，就是狭义相对论。
如果两物体接近，它们的热辐射使两物体之间的空间量子的能量高于外侧的空间量子的能量，从而使物体内侧的封闭性小于其外侧的封闭性。于是，两物体外部的空间压力大于它们内侧的空间斥力，两力之差就是万有引力。广义相对论就是描述上述现象的更为精确的理论，因而适用于描述大物质之间的相互关系即宇观领域的物理现象。
总之，相对论和量子力学的隔阂是由唯象型理论造成的，只有在量子的物理机制下才能够获得统一的认识。

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看来题主还不是很了解现代物理学。量子力学和相对论曾经很好的共处，而且相对论帮助量子力学建立起来一些新的方程。比如狄拉克公式，这就是根据相对论的时间膨胀效应，精确计算了电子高速运动的时间。
相对论分为狭义相对论和广义相对论，前者是1905年完成的，后者是1915年发表的。
狭义相对论是关于时间膨胀的理论，广义相对论是关于时空弯曲的引力理论。
到目前为止，量子力学和狭义相对论没有任何矛盾，并且相容得很好。
我们知道量子力学研究的粒子处于次原子级别，它们的运动速度往往都很大。这就导致它们的时间膨胀效应明显，比如科学家曾经用相对论的时间膨胀效应精确预测出μ介子在高速运动时候的寿命。


核外电子，中微子等高能粒子的运动速度都很大，中微子甚至接近光速，如果要计算中微子的寿命，不考虑狭义相对论的时间膨胀效应，那误差简直就是天壤之别。
而在广义相对论中，把引力的本质看成是时空弯曲的表现，引力通过引力场传播。但是在量子力学中，强相互力，弱力，电磁力都是有传播子的，比如胶子，光子等，但唯独引力子还没有发现。科学家试图把引力统一到其他三种作用力中，这样自然界的四大相互作用力就可以用标准模型糅合在一起了。


但引力实在是太特殊了，它是人类最早发现的力，也是最难以琢磨的力，它的作用力程最长，也最弱，没有引力子也让它变得最神奇。


爱因斯坦在晚年一直试图把引力和电磁力统一起来，但未成功。
爱因斯坦是1955年去世的，在他那个年代科学家仅仅知道引力和电磁力不兼容。那时候弱力和强力还没有发现。
可最后，谁知道引力除了与电磁力不融合，还和后来的强弱相互力不融合。而其他三种力都是量子力学的范畴。科学家提出引力子之后，就把引力也纳入到量子力学的范畴。可引力子导致了量子力学出现了不自洽的一面。


而引力就是广义相对论的主要内容。所以量子力学和相对论格格不入只体现在广义相对论上，与狭义相对论很和谐。
有的科学家认为量子力学和广义相对论的不兼容是由于研究的尺度不够小。如果从更小的弦尺度重构两大理论，那么大一统理论就可以解决这些矛盾！

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量子力学和广义相对论是目前人类描述微观世界和宏观世界的两套比较精确的理论。然而这两套理论却是各自为政的，量子力学掌管着微观尺度，而广义相对论则掌管着宏观尺度。
然而问题来了，微观跟宏观的界限在哪里呢？也就是说多小的尺度才是微观？多大的尺度才是宏观？这个问题目前谁也说不准。如果这个宇宙有两套物理法则，那么得给它们定一个界限，然而同一个宇宙划开微观和宏观两部分是难以理解的。



现在的情况看来，量子力学的情形比较乐观，因为通过退相干解释，量子力学已经能把这个界限去除，也就是可以不存在这个界限。而反观广义相对论的情况就不容乐观了，它不单在微观领域出问题，连宇观上也出问题了。目前通过加入暗物质和暗能量勉强保持它在宇观上的正确性。  虽然在尺度上量子力学是突破了，但在基本问题上量子力学还是毫无进展，就是引力问题。量子力学无法把引力统一进来。



上世纪70年代史蒂芬霍金进行过尝试，仿效相对论性量子力学把狭义相对论作为时空背景统一了狭义相对论与量子力学，史蒂芬霍金用广义相对论的弯曲时空作为时空背景把量子场论强行统一进来，称为弯曲时空量子场论。并依此证明了史蒂芬霍金辐射。然而这是强行忽略了两个理论的内在矛盾，而不是解决了它们，所以在怎么了史蒂芬霍金辐射以后，弯曲时空量子场论再无任何作为，很快被遗忘了。




现在物理学家依然在做各种尝试去统一两者，我们一般称这种统一理论为量子引力理论，现在已经有一些与实验数据比较吻合的量子引力理论出现，但符合实验数据只是理论的第一步，后续能做出可验证理论预言才是理论成功的关键。目前人类科技似乎还不具备验证任何量子引力理论预言的能力。

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宇宙的规律只有一套，但以人类目前的科学实力，无法总结出“大一统理论”，依然只能从不同角度入手，分别解释物质的运动状态，效果相当不错。
每个时代人类对宇宙的认识都有局限性，最早的人们认为地球为宇宙中心，太阳绕地球运行，后来哥白尼提出日心说，伽利略等人根据观测支持哥白尼的假说，再后来就有了牛顿的万有引力定律，但那时候观测的范围很有限，虽然光学望远镜已经出现，但是由于口径的限制，看到的天体都是距离地球比较近的。未知的宇宙现象就非常的多，未被人类总结的宇宙规律也就相当的多。
牛顿时代人们依然为光是波动的还是粒子的争论不休，到了爱因斯坦的时代人们才想到，为啥不能同时存在两种特性呢？后来就有了相对论和量子力学。这些理论的提出是科学家希望用数学等方式解释宇宙运行规律的尝试，一些在实际观测中逐渐被验证，一些逐渐被修正，还有一些已经沉入历史的深渊。
强如爱因斯坦，也没搞出“大一统理论”，宇宙这么大，人类观测到的现象比未观测到的现象多得多得多，因而科学研究是没有终点的过程，观测手段进步，获得信息越多，人类就能把握更多的宇宙规律。
同时也由于人类观测手段的限制，目前人类应用归纳总结的方式比较多，认为“人类未观测到的和观测到的在本质上一致”，可预见的很长时间内，人类科学大概还是只能从不同方面入手解释宇宙的运行。