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？

文/姿势分子

自从一百年前，相对论和量子力学被提出后，人类的物理学进入了新的纪元。

和牛顿的经典力学不同，相对论从超越日常生活的速度、引力等环境下，阐述了宇宙的物理法则。

而量子力学恰恰相反，透过日常食物，进入到微观世界，去看原子、质子、电子，甚至夸克的物理法则。

在相对论的体系中，引力是至关重要的因素。而在量子力学，引力几乎可以完全忽略，取而代之的是弱相互作用、强相互作用、电磁力。两个物理学的尖端理论，却互相之间格格不入，让科学家们为此头疼。

可同时，引力和电磁力又是如此的相似，让它们之间显得如此矛盾。

同一个宇宙，同一个法则。

我们什么时候能找到一种理论，能够将相对论和量子力学统一到一起去呢？

弦理论应运而生。

我们日常中的所有物体，都是由许多基本粒子构成的，如原子、离子等。原子下面，分为质子、中子、电子。而质子和中子，又是又夸克组成。

目前来说，我们发现到最小的基本粒子，就是夸克了。

不过，有科学家认为，不论是夸克还是电子，抑或其他基本粒子，都只是我们看到的表面现象。实际上，它们都是由更加基础的微观物体所构成——弦。

这些弦在振动的时候，就会形成微观粒子。而振动的方式不同，就会形成不同的粒子。

弦理论之所以复杂难懂，其中一个原因就在于，我们不能以日常生活中的三维空间来理解，甚至爱因斯坦相对论中的四维空间也不够用，需要引用“额外维”来保证弦理论的数学一致性。

至于需要多少个维度，根据弦理论的不同领域有不同的需求。超弦理论中需要10维时空、M-理论需要11维，而玻色子弦理论中，更是需要26维时空才可以。

尽管如此，弦理论还是受到无数科学家的好奇和研究，因为它是目前能够最好地将相对论和量子力学结合到一起的大统一理论。

根据弦理论，科学家能够解释很多目前困扰着人类的宇宙难题，让他们品尝到了从更深层了解宇宙的滋味。

可是，问题在于，弦理论实在是过于高深，其所处的维度太高，尺寸又过小，甚至可能只有普朗克长度，也就是10的-35次方米。因此，以人类目前的科学水平，还不足以观测到相关的现象。

因此，弦理论的后两个字显得如此扎眼又尴尬——它只是个理论。

尤其在最近，科学家发现宇宙中的暗物质和暗能量处于一个不稳定的状态，随着宇宙的膨胀会发生变化，这似乎和弦理论是矛盾的，把弦理论的真实性推到了一个危险的境地。

弦理论究竟只是人类的一个美好的猜想，还是宇宙真正的终极法则呢？

希望在近些年，科学家能找到一些蛛丝马迹，毕竟，我们也想知道我们的宇宙，到底是由什么组成的~

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