量子力學和相對論，起初和諧共處，後來分道揚鑣

量子力學和廣義相對論是現代物理學的兩大支柱，無論是量子力學，還是廣義相對論，它們所描述的所有結論都是無懈可擊的，有趣的是，它們在各自的領域無懈可擊，卻相互格格不入。

籠統來講，廣義相對論所認知的世界是均衡的，而量子力學所描述的世界是劇烈漲落的，二者存在著根本性的矛盾。不過這是後來的事情了，最開始，相對論和量子力學是可以和諧共處的。我們習慣於將廣義相對論簡稱為相對論，事實上相對論包含了狹義相對論和廣義相對論兩個部分，二者的先後提出相差了10年之久。

狹義相對論和廣義相對論的主要區別就在於兩個字，那就是引力。

狹義相對論並沒有將引力考慮在內，其所描述的運動是處於慣性系之中的。由於沒有引力的參與，所以狹義相對論可以在時空平直的狀態下發揮作用，這就使得狹義相對論和量子力學並沒有任何矛盾之處，這個時候的相對論和量子力學其實是可以和諧共處的，二者不僅能夠和諧共處，事實上狹義相對論還為量子力學提供了不小的幫助。

在狹義相對論中，愛因斯坦為我們描述了時間膨脹效應，就是運動中的物體會產生慣性質量，而慣性質量又是等效於引力質量的。

所以物體的運動速度越快，其慣性質量就越大，其時間就會越慢。

我們知道，量子力學是研究微觀事物的，在微觀世界中，電子以及各種高能粒子，它們的運動速度都是極高的，特別是中微子，其運動速度非常接近於光速。

而這些粒子顯然都是具有質量的，因此在高速運動的狀態下，它們都擁有著極高的慣性質量，也就是說它們周圍的時間都極為緩慢，如果不考慮狹義相對論所描述的時間膨脹效應，那麽我們所計算而出的粒子壽命就會出現巨大的謬誤，因為這些高速運動的微觀粒子的時間流逝速度和我們的並不相同。

於是，在狹義相對論的幫助之下，科學家們利用了一個公式精確計算出了電子高速運動的時間，這個公式就是狄克拉公式。

由此可見，狹義相對論和量子力學不僅相融，而且是高度契合。而與量子力學真正格格不入的是後來的廣義相對論，多年以來，愛因斯坦一直嘗試將引力融入到相對論之中，卻始終未能如願。

於是愛因斯坦展開了新的思考，放棄了時空平直的觀念，將引力描述為時空彎曲，於是引力由一種力變為了一種幾何效應，後來證實愛因斯坦的思考是完全正確的，作為一個嚴密的邏輯鏈，廣義相對論所描述的所有結論都一一得到了證實。

然而，正是因為引力的本質是一種幾何效應，而非一種力，所以其與其它的三種基本力根本無法融合在一起，電磁力、強核力和弱核力。

任何一種力的傳播都需要傳播子，而引力恰恰沒有，或者說沒有被發現，這也就導致廣義相對論可以完美的闡釋所有引力效應，但如果將其融入量子力學後就會發現處處矛盾。兩種無懈可擊的理論卻就是不能相容，這其實是一件很令人費解的事情。

有科學家認為無論是量子力學還是廣義相對論都不是宇宙的真正規律，宇宙間必然存在著某種統一場理論能夠將四種基本力統一起來。

也有科學家認為，量子力學和廣義相對論其實就是宇宙的真正規律所在，它們的矛盾是源於研究尺度的問題，如果物質的最小部門並不是基本粒子，而每一個基本粒子實際上是由一條條“弦”所構成的，那麽在這個“弦”的尺度之上，廣義相對論和量子力學便能夠消除矛盾統一在一起。只可惜，現在還無法證明這個“弦”的存在。