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？

　　承认我们无知，真的有那么难吗？

　　看到前面“专业”的回答，有点无语，什么感觉呢？科学家在强行的自圆其说，说到最后，已经开始胡说八道了。

　　首先，先回答一下这个问题：世界是不是有两套格格不入的物理法则？现在能给出的最为准确客观的答案是——不知道！

　　目前的现状就是这样，宏观世界，相对论，微观世界，量子力学。目前物理学界都在追求大统一理论，然而到目前为止，尚未成功。

　　有人强行解释：说不是格格不入，是什么辩证统一，这有点强词夺理了。事实就是广义相对论微观世界里就是不好使，量子态这玩意在宏观世界也根本不成立。为什么？就是因为我们无知。

　　说量子力学，你跳不过去双缝实验，哥本哈根学派对双缝实验的解释是：“除了光子的发射时间与抵达探测屏时间以外，在这两个时间之间任何其它时间，光子的位置都无法被确定；为了要确定光子的位置，必须以某种方式探测它；可是，一旦探测到光子的位置，光子的量子态也会被改变，干涉图样也因此会被影响；所以，在发射时间与抵达探测屏时间之间，光子的位置完全不能被确定。”

　　是不是不像人话？但这就是著名的“测不准原理”。后来薛定谔的猫听说过吧，也是从这来的——你开箱子的时候，得到结论，猫是死，或者活着，但是没开箱的时候，猫处于“同时具有死和活两种状态”。

　　你跟量子物理学家聊天，你不能问为什么，你问的话他会揍你，打不过你的话他会说——你不懂量子力学。

　　有点狂哈，不过事实就是如此，哥本哈根学派的解释并不能让人信服。量子力学它只能在数学上做到逻辑自洽，你可以把它看做是用数学对微观世界进行描述，但是它并没有解释为什么。

　　必须承认，相对论也好，量子力学也好，我们的理论物理体系是不完善的，很多问题还有待我们探索，必须承认，我们是渺小无知的。

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？

对于量子力学和相对论之间的关系，很多人都有误会，尤其是两者之间的关系，很多人都以为他们是互斥的关系。而实际上并非如此，目前来看，除了“引力”之外，剩余的部分两者都可以很好地融合，并且科学家还真的这么做了。不过，在这之前，我们可以简单描述一下，量子力学和相对论到底都说了一些什么？

我们都知道，相对论分为狭义相对论和广义相对论。在狭义相对论中，爱因斯坦提出了一个全新的世界观。他认为，运动是会改变周围的时间和空间，并且时间和空间并非是分立的两个物理量，而是应该被统一起来的，所以应该叫做时空。而我们人类就生活在三维时空中。

除此之外，狭义相对论还统一了能量和质量，提出了质能等价。爱因斯坦认为，能量和质量其实是一个东西的两个面，具体体现出什么特质取决于你用什么方式进行称量。并且还给出了质量和能量的对应关系，也就是著名的质量方程E=mc^2。

而广义相对论和狭义相对论最大的区别在于，狭义相对论研究是在平直空间中的情况。

而广义相对论则研究的是在弯曲时空下的情况。并且爱因斯坦进一步提出了，引力的本质是时空的弯曲。

无论是广义相对论还是狭义相对论，结论都很奇葩的，之所以我们觉得很奇葩，关键就在于这个理论只有在速度特别快时，尤其是接近光速时，或者引力超级大时，才体现出它的威力来。

在一般的宏观低速（也就是我们生活的世界）的情况，牛顿力学是它的近似，两者误差极其小，你根本感觉不到。所以，这也体现了新理论和旧理论之间的关系，实际上是新理论要兼容旧理论，而不是否定旧理论。

说完了相对论，我们再来说一说量子力学，量子力学说白了是研究小尺度上的物理学，尤其是纳米级别以下的尺度。目前关于量子力学的主流理论是哥本哈根诠释。这个理论告诉我们，这个世界是不确定性的。具体来说，如果你要去测量一个粒子的位置，你无法测量它的动量，这是因为测量的本身就会影响到粒子的运动。

在量子力学的框架下，粒子的状态变得极其诡异，比如：原子核的电子，它实际上同时存在于任意位置，呈现概率分布，这是一种叠加态。

所以，相对论和量子力学，最早是适用于两个不同的尺度，相对论适用于是速度快，引力大的大尺度，而量子力学则是适用于微观世界。不过，它们也确实进行了联姻。

最早把量子力学和相对论结合起来的人叫做：保罗·狄拉克。他是英国的理论物理学家，在量子力学的黄金时代，他是绝对的大神级的存在，并且被认为是量子力学的奠基人之一。

他在海森堡、薛定谔的发现之上，结合了狭义相对论，提出了量子场论，并且预言正电子的存在。通过将“场”量子化成功解决了量子力学中非定域性的问题，并且同时满足了洛伦兹写协变论。定域性指的是任何物理学效应都不能超光速传递。而非定域性正好就和定域性的原则是完全相反的，也就是说，在量子纠缠态的系统中，粒子是可以超过速相互作用的。

可以说，在量子场论的框架下，狭义相对论和量子力学进行了很好的结合。也正是在这个基础之上，催生了粒子物理标准模型。

既然狭义相对论和量子力学可以很好地进行融合。于是，科学家其实相信广义相对论能够和量子场论结合。这也是一直以来科学研究的前沿阵地。但，虽然经过许多科学家的努力，目前来说，广义相对论还是没有办法和量子场论进行很好地结合。至于原因，其实还蛮复杂的，我们简单讲述一下：

首先，在广义相对论中，所描述的时空是三维时空，引力是时空的弯曲造成的；可是量子场论中的时空观和广义相对论是不一样的，这是因为量子还有自旋空间，两者对于时间的描述也是相互矛盾无法调和的。

其次，在黑洞附近以及普朗克尺度下，两个理论也都同时出现失效的情况。

当然，实际上的矛盾还有很多，由于篇幅关系，这里就说这些。

正是因为这些问题，有一些物理学想要通过另辟蹊径的方式来解决这个矛盾，也就是“引力子”，希望能够把引力纳入到粒子物理学标准模型当中。可惜，引力子理论与现实的误差实在有点大，远没有广义相对论描述得好，所以没有成为主流科学理论。

最后，我们来总结一下，量子力学和广义相对论并不是互斥的，量子力学是可以和狭义相对论进行融合的，并且可以得到量子场论。只是广义相对论与量子场论的融合出现了问题。不过，目前来看，科学家始终是相信一定存在某些我们目前还不清楚的机制，才使得两者没实现融合。所以，将广义相对论和量子场论进行结合也是目前科学理论发展的重点方向。

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？

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！

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？

答：肯定不会，宇宙中万物的发展，只要我们观察了就只有一个结果，宇宙中的物理法则也只有一套。

科学家永远相信，同一初始条件下进行的科学实验，得到的结果肯定是遵循同一套物理规律的，就算量子力学中存在不确定性原理，这种不确定都可以用同一个波函数描述。

量子力学和相对论，作为当今物理学的两大基础理论，两者确实存在本质的差异，比如量子力学的世界是离散的，而相对论的世界是连续的；但也绝非题目说的“格格不入”，其实两者在绝大部分场合中，都是相辅相成的。

只有在一些极端的情况下，比如宇宙奇点、黑洞等等，才体现出两者的矛盾所在；但是我们相信，大自然不可能在同一个宇宙中采用两套物理法则，我们不可能同时看到一个事物发展的两种结果。

那么最大的可能，就是量子力学和相对论中至少有一个，不是我们宇宙的最根本法则，肯定还存在一个更深的理论，可以在更高层面上统一相对论和量子力学，然后让两者实现相容。

就如经典力学中的热力学和天文学，一个微观一个宏观，两者看起来遵循着不同的运动规律；但本质上，经典力学中的热力学和天文学，归根到底都是牛顿三大运动定律和万有引力定律的结果。

我们假设一个文明，单独发现了热力学规律和天体运动规律，但是没有发现牛顿力学的根本定律，那么这个文明就会认为，微观和宏观遵循的规律不一样，就如我们现在看到的量子力学和相对论一样。

所以，目前我们下结论还太早，相对论和量子力学的统一是早晚的事，据说超弦理论有可能统一相对论和量子力学，或许就在这个世纪里我们能看到结果吧！

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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？

格格不入就对了，微观世界不能和宏观相比。微观世界是组成宏观大世界的建筑材料，而且基本原材料不同，组装的都不一样，自然会个性复杂各个不相同，一母生九子，九子个别不同样。越大而全，越复杂。越小，成份越单纯。单一种空气，不能和混合气体一样特性。加工木材时，不能用加工钢铁的一套办法。先高温溶炼，化成铁水后冷凝成铁块，在千锤百炼后加工出产品。宇宙大而全，是综合特性。

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？

创立了广义相对论和狭义相对论的伟大科学家爱因斯坦，就同时是量子力学的创始人。他获得了1921年诺贝尔物理学奖的论文，不是相对论，而是一篇叫《关于光的产生和转化的一个推测性观点》的论文。

这篇论文是介绍光电效应以及光量子特性研究的。光电效应并不是爱因斯坦发现的，早在1887年赫兹就发现了这种神奇现象，但后来一直没人能够解释出这种现象。

爱因斯坦第一个成功的解释了这个现象，认为导致光电效应的不是一群连续波动的粒子，而是一群离散的粒子，他把这些粒子称为光子（光量子）。

他指出，每个光量子所携带的能量等于光的频率乘以普朗克常数，当光量子携带的能量大于金属的极限频率时，一个光子就可以使一个电子从金属中逃逸，这样就形成了由光电子形成的电流，这就是光电效应原理。

量子这个概念是物理学家普朗克之前五年就提出了的，但没引起科学界的关注。爱因斯坦光量子概念的提出，激活了普朗克的理论，开启了量子力学的大门。

如1924年，与印度物理学家波色预言了波色~爱因斯坦凝聚态这个新的物质形态。1995年，麻省理工学院的沃夫冈·凯特利与科罗拉多大学博尔德分校的埃里克·康奈尔和卡尔·威曼，使用气态的铷原子在170 nK的低温下首次获得了玻色-爱因斯坦凝聚，证实了这个预言。2001年康奈尔、威曼和凯特利为他们的研究结果共享诺贝尔物理奖。

1935年，提出了引起世纪之争的EPR悖论，这个悖论以提出者爱因斯坦、波多尔斯基、罗森三位科学家名字的第一个字母命名。

这实际上是为了论证量子力学的不完备性而提出的一个佯谬，这个理论引起了科学界的巨大争论，由此推动了量子力学的发展，量子纠缠理论就是在这个辩论中越来越成熟的。

这个理论，是爱因斯坦与哥本哈根派论战几十年的一个核心。

爱因斯坦的主要观点是“上帝不会掷骰子”。其中的含义就是认为量子的一些奇异的运动状态，测不准定律、不确定性原理等，这些概率性、随机性等描述并不完备，有很多深层次的原因尚不清楚。这其中会有一些“隐变量”，后面一定有一个“完备理论”。

爱因斯坦认为，世界上一切都有不以人的意志为转移的客观规律，规律这个“上帝”是不会“掷骰子”的。

薛定谔为了反击量子力学哥本哈根诠释，设计了一个思想实验，就是薛定谔的猫。

这只被关在暗箱中的猫，由于量子理论的不确定性，处于又死又活的叠加态，不观察不知道死活，一观察就导致叠加态坍塌，结果才会出现。

他提出这个实验，意在讽刺量子力学既死又活的状态违背了逻辑，试着用一个思想实验来检验量子理论隐含的不确定之处。

同时，他提出了薛定谔波动方程。

结果不但没有反掉对手，波函数坍塌理论反而成为了量子力学的重要理论，这样无心插柳的薛定谔方程，成为了量子力学的理论基石。

如果贝尔不等式成立，即存在关于局域隐变量的物理理论可以复制量子力学的每一个预测，就是说爱因斯坦等人希望“完备理论”是存在的，反之，则哥本哈根派胜出。

贝尔不等式客观上给爱因斯坦派和哥本哈根派起到了一个裁判作用，把他们之间的争论演化成一个实验。令爱因斯坦派失望的是，这个实验做了几十年，贝尔不等式一直不成立，哥本哈根派胜出。

总体上说，相对论管的主要是宏观领域的现象，这个理论迄今经历了无数的发现和验证，都是正确的。相对论预言的许多重大存在，都一一得到了应验。

如引力波、黑洞、时空弯曲、引力透镜等等，都得到了验证。而且，这些发现者和研究者许多得到了诺贝尔物理学奖，但爱因斯坦这位相对论鼻祖却反而没因为相对论得到这个大奖。

但是，宏观的一切，都是这些微观领域的物质组成的，这些奇异现象的研究和认识，必将推动人类对我们这个世界最本质的认识。

这两个理论一大一小，正在对现代社会生活产生着重大影响。它们更多的是相互相成，说它们格格不入是不准确的，甚至是错误的。

科学研究发现，我们这个世界的一切运动，都是在四种基本作用力支配下进行的，这四种作用力就是万有引力相互作用力、电磁相互作用力、强相互作用力、弱相互作用力。

一般来说，支配天体运行和宏观世界万物的力主要是万有引力和电磁力，而微观运动主要是强力和弱力。

这些基本作用力，有没有一个统一的基础呢？也就是有没有一个更为简单的理论和公式，把这四种力的最基本本质概括出来呢？

实际上找到了统一四种基本力的钥匙，就能够把相对论和量子力学统一起来。

现在电磁力和弱力已经得到了统一，强力的加入也早已露出了曙光，只是引力还没有头绪。

引力场论，是爱因斯坦广义相对论里面最重要的筋骨，而引力场论的基石就是引力相互作用。

所以，引力的最深层次本质如果能够与其他三种力得到统一，就是量子力学与相对论统一的时候。

科学研究就是从表象发现内在本质的过程。纷纷扰扰的世界看起来很复杂，其实真正认识了其本质和规律，就会变得很简单。

就像变魔术，看起来很诡异很烧脑，如果告诉你谜底，就会发现是那么的简单，简单得甚至令你大失所望。

科学也是这样，爱因斯坦发现了质量与能量的当量关系，发现了引力根源是质量对时空的扰动，使这个世界变得更加简单和透明。

未来量子力学与相对论的结合，世界将变得更为简单而光明。

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