为什么量子力学和相对论有矛盾？超弦理论或将统一物理学

牛顿力学在过去两百年内稳稳地统治着物理学。这种情况直到20世纪才被打破，牛顿力学迟迟解决不了 黑体辐射 和 光速不变 这两朵物理学天空中的乌云，这两大问题的解决也分别催生了量子力学和相对论。

相对论和量子力学都可以说是人类智慧的结晶，它们都经过了最严格的实验验证，都是当前最成功的理论。 但是量子力学和相对论却有着难以调和的矛盾，爱因斯坦晚年为了解决这个矛盾曾一度致力于勾画大统一理论，然而事违人愿，爱因斯坦直到去世都没有解决这个问题。

大家知道，牛顿力学在宏观低速的世界里很适用。但是在宏观高速领域就需要相对论来解释了，在微观高速领域就需要相对论量子力学来解释了。

其实量子力学和相对论的冲突重要体现在《广义相对论》中的引力上。我们知道相对论分成《狭义相对论》和《广义相对论》，前者发表于1905年，并冲破了牛顿绝对时空观的桎梏，是对时空观的全新诠释，但却只适用于惯性系。而《广义相对论》是对狭义相对论的推广，从而更好的阐释了引力的本质只是时空弯曲的表象，并适用于非惯性系，且具有协变性。

量子力学和相对论的矛盾不在狭义相对论的时空观上，而是体现在广义相对论上。 我们知道，大自然中有四种基本相互作用力，分别是强相互作用力，弱相互作用力，电磁作用力，还有引力。而前三种力都是属于量子力学研究的范畴，只有引力是广义相对论研究的范畴。相对论中的引力必然属于经典世界。而其他三种力都属于超乎常理的微观世界，用相对论解释前三种力显然是不行了。同样地，用量子力学解释引力也显然是行不通的。而且在微观领域，粒子的运动极其诡异，它们既是波粒二象性的，又遵守态叠加原理，甚至还有魔鬼般的超距作用——量子纠缠。而电子绕原子核运动并没有固定轨道，它们会随机出现在原子核外的某一空间点上，而我们只能用电子云这样的概率方式来量化电子的运动轨道，那么广义相对论的引力方程显然是不能解释这种现象的。