现代物理学最大的矛盾，曾经爱因斯坦用尽一生也没有解开谜题

在阅读此文前，麻烦您点击一下“关注”，既方便您进行讨论与分享，又给您带来不一样的参与感，深度长文，希望您能够认真看完，感谢您的支持!

人类文明从诞生到现在也就短短几千年的时间，在这短短几千年的时间内，人类能够走出地球探索宇宙，这说明人类科技进步的速度是非常快的，人类之所以能够有这么快的科学成就和现在的物理学有很大的关系，在人类科技发展的道路上，一共出现了很多伟大的物理学家，比如说伽利略、哥白尼、牛顿、爱因斯坦、薛定谔等等，这些伟大的物理学家给人类发展起到了重大的作用，在物理学上，相对论和量子力学是现代物理学两个基石，它们分别统治着微观世界和宏观世界，但是如果将这两个物理学结合在一起，你就会发现它们根本不能够融合在一起，就像是两个不同的世界一样，分别起到了不同的作用。

相对论是由爱因斯坦创立的，它是关于时空和引力的理论，主要研究对象的不可分为狭义相对论和广义相对论，而量子力学是在19世纪创立的，当时人类还没有办法用经典理论来解释微观世界，于是科学家们经过努力创办了量子力学，量子力学是由普朗克、玻尔、海森堡、薛定谔、泡利、德布罗意、玻恩、费米、狄拉克、爱因斯坦等众多科学家一起创立的，这两个理论都是现在人类物理学上的顶尖理论，按理来说，宏观世界和微观世界都是由我们的宇宙产生的，既然出自同一个宇宙，那么为什么这两个世界不能够用同样的理论来解释呢？而且让科学家感到最为疑惑的是，不管科学家如何努力，都没有办法将相对论和量子力学融合在一起，这到底是怎么回事？

在爱因斯坦的侠义相对论中，不仅仅运动是相对的，就连时空和空间也是相对的，爱因斯坦认为物体的运动大部分是在时间，而不是空间中度过，但是在我们的普遍认知当中，我们都是在空间中度过的，后来爱因斯坦将时间和空间概念统一在了一起，侠义相对论中比较著名的理论就是任何物体都在做相对运动，比如说我们站在原地，当一辆汽车从我们身边经过时，我们看到汽车是向前运动的，但是汽车里面的人看到我们在向后移动，本质上我们并没有发生移动，但是对于汽车里面的人来说，我们在做相对运动，按照爱因斯坦的理论来看，在宇宙中根本不存在完全静止的物质，只有相对静止，因为所有的物体都在做相对运动。

在侠义相对论中，还有一个著名的公式就是质能守恒定律，爱因斯坦认为质量和能量之间是能够相互转化的，比如说煤炭燃烧以后会产生能量，而煤炭本身就是在燃烧自己的质量，将质量转化为能量，而同样多的能量也能够转化为质量，只是目前人类还没有办法做到，在侠义相对论中，我们能够知道，运动是相对的，时间和空间也是相对的，而广义相对论解释了时间、空间和光的性质，它告诉我们所有物体运动的速度极限就是光速，光速大约是每秒30万公里，任何有质量的物体都没有办法超越光速也不可能达到光速，因为如果当一个物体的运动速度达到光速，那么它的质量就会变得无限大，在现有的物理学上面，根本不存在无限大的物质。

广义相对论是描述物质间引力相互作用的理论，它是首次将引力场解释为时空弯曲的理论，在广义相对论中，时空弯曲是核心，爱因斯坦认为任何有质量的物体都会对周围的时空造成弯曲，同时任何物体都会沿着最短的路线去运动，广义相对论认为引力是不存在的，引力只是时空弯曲的表象而已，牛顿认为，质量小的天体之所以会围绕质量大的天体运动，是因为质量大的天体引力要比质量小的天体强，所以质量大的天体能够将质量小的天体吸引过来，所以质量小的天体才会围绕质量大的天体运动。而爱因斯坦认为引力其实是不存在的，质量小的天体之所以会围绕质量的大的天体运动，是因为质量大的天体将宇宙薄膜压弯了，所以质量小的天体才会围绕质量大的天体转动。

最终爱因斯坦的广义相对论战胜了牛顿的万有引力定律，虽然到现在为止，科学家们还在研究万有引力和相对论，但是从目前的结论来看，相对论更有说服力一些，不过相对论也不是万能的，在宏观世界中，相对论起到了很大的作用，但是在微观世界中，相对论就不灵了，这时候就必须用另一套法则来解释，这套法则就是量子力学，可能很多朋友看到这里会产生一个疑问，就是宏观世界和微观世界有什么区别，简单来说宏观世界就是我们能够用肉眼看到的世界，而微观世界就是我们无法用肉眼看到的世界，虽然在理论上是两个世界，但是它们都是由一个世界组成的。

而微观世界中，有很多神奇的地方，这让很多科学家都无法理解，在量子世界中，没有空间和时间扭曲，也没有任何方向，而且连时间都不存在，量子力学告诉我们一切都是有可能的，而且一切都存在不确定性，在量子力学中有很多经典的实验，比如说薛定谔的猫，薛定谔的猫大概意思是将一只猫放在一个封闭的箱子内，然后往这个箱子内放入一些毒气，过一段时间我们却判断这只猫是不是还活着，如果说我们打开箱子直接看这只猫，那么这只猫的结局就注定了，它要么死亡、要么活着，但是如果我们不去打开箱子，那么猫的生死就有两种可能性。它也许活着，也许死了，这个实验告诉我们，观测者能够改变事物的最终结果，也就是说结果其实是由观测者改变的。

除了这个实验之外，还有双缝干涉实验，这个实验被称为是20世纪科学家们集体遭遇的一次灵异事件，因为这个实验，科学家对世界是否真实充满怀疑，而双缝干涉实验主要的研究对象就是光子，这个实验其实也很简单，就是利用光源朝着挡板进行射击，然后看光子穿过挡板之后在墙上留下的形状，如果说墙上出现的是两道杠，那么就说明光子是粒子，如果光在经过挡板的时候，有一部分光子被挡住，那么墙上就会留下两道杠，如果光是一种波，那么墙上就会留下斑马线。第一次实验之后，科学家发现墙上出现了明暗相间的干涉条纹，这个结果表示光其实是一种波，不过一次实验并不能够证明最终的结果。

后来科学家们进行了第二次实验，第二次实验和第一次实验不同的地方在于，科学家在狭缝的后面加上了电子探测器，因为这样能够准确的看到光子是从那个孔穿过去的，科学家在实验过程中看到，光子要么从左边穿过去，要么从右边穿过去，这个结论证明光其实也是一种粒子，当时著名的物理学家爱因斯坦认为光是一种波，而牛顿认为光是一种粒子，现在看来，其实这两位科学家都没有错，光确实有两种不同的性质，光具有波粒二象性，这个实验告诉我们，光到底是什么物质，取决于观测者，而这个实验最诡异的地方也在这里，好像光子有灵性一样，它能够知道我们有没有在观测它。

当这个实验没有观测者的时候，粒子就处于叠加状态，这个叠加状态通过双缝的时候，有一半会通过A缝隙，另一半会通过B缝隙，在没有观测者的时候，粒子就处于叠加状态，所以我们能够看到粒子形态，但是当我们去观测它的时候，能够看到它从A或者B缝隙穿过，这时候粒子的路径被锁定了，所以干涉条纹就消失了，这个时候光就是波，光是一种非常神奇的物质，它能够有两种特性，这让科学家意想不到，而且根据爱因斯坦的理论我们能够知道，光子是唯一能够到达光速的物质，其它任何物质都没有办法达到光速，目前科学家也在积极的研究光子的奥秘。

在量子力学中，除了这两个经典的实验之外，还有一个更加诡异的实验，那就是量子纠缠，量子纠缠指的是两个配对好的粒子，无论它们之间相隔多远，只要我们影响其中一个粒子，那么另一个粒子就会受到影响，而这个影响的速度既然是瞬间的，也就是说，如果我们把一个粒子放在宇宙的最南边，另一个粒子放在宇宙的最北边，只要我们影响宇宙最南边的粒子，那么宇宙最北边的粒子也会受到影响，而这个影响的速度是瞬间完成的，量子纠缠理论打破了爱因斯坦光速不可超越的理论，它更像是一种心理感应，为了证明量子纠缠理论是对的。科学家们还专门做了实验，科学家将两个配对好耳朵粒子分别放在相隔100多公里的地方，然后将配对好的第三个光子放在其中一个粒子中。

科学家最终发现，相隔100多公里的另一个粒子也出现了同样的光子，这说明量子纠缠理论是对的，但是这个现象是如何进行的？到现在科学家也没有办法很好的解释，其实当年爱因斯坦就试图将相对论和量子力学进行统一，只不过到爱因斯坦生命结束的那一刻，都没有办法将这两个理论统一，看到质量，可能有人会说，是不是这两个理论有一个理论是错误的，从目前来看，这两个理论都是正确的，因为这两个理论都被我们所利用，比日说我们平时使用的电子产品、芯片等等，这些都是利用量子力学创造出来的，量子力学和相对论最大的矛盾体现在广义相对论上。

根据科学家的研究我们能够知道，在我们的世界中有四种基本的作用力，分别是强相互作用力，弱相互作用力，电磁作用力，引力，前三种力都属于量子力学的部分，但是引力却属于相对论的部分，如果用相对论来解释前三种力，那么根本没有办法解释清楚，但是如果用量子力学来解释前三种力，那么就能够解释清楚，而用量子力学来解释引力，那么也解释不清楚，简单来说就是量子力学和相对论都能够解释一部分，而它们都无法将这四种力用一种理论来解释清楚，这是科学家一直都想不通的。按理来说，既然量子力学和相对论都是建立在一个世界上，那么为什么它们不能够统一解释这个世界呢？

不少科学家认为，出现这个原因的结论只有一个，那就是这两个理论都存在漏洞，既然两个理论都存在漏洞，那么如果将这两个理论结合在一起，是不是就完美了？曾经很多科学家也试图将这两个理论融合在一起，但是到现在为止，科学家也无法做到，于是科学家们提出了超弦理论，超弦理论的出现就是为了能够将相对论和量子力学无法解释的问题解释清楚，超弦理论理论认为组成我们世界的物质包括原子、电子、夸克等等，而这些物质都是由基本单位弦的振动所产生的，弦振动的不同方式会形成不同的粒子，如果说弦以A方式去振动，那么就会出现顶夸克，如果弦以B方式去振动，那么就会出现底夸克，以C的方式振动就会出现光子。

科学家认为，弦产生了微观世界的粒子，而微观世界的粒子又构成了世界，并且弦的振动是一种能量到实体物质的转化，我们没有办法捕捉到它，它就像是能量一样，只能够感觉，这就类似于暗物质，科学家认为在宇宙中存在一种神秘的物质，这种物质我们看不见也摸不着，而这种神秘的物质就被称为是暗物质，为了寻找暗物质，科学家们也做了很多努力，但是这么多年过去了，科学家并没有在宇宙中找到暗物质，这说明暗物质比我们想象的还要神秘，虽然我们谁都没有见过暗物质，但是它却存在宇宙中，而弦就是这样一种物质，在超弦理论还没有出现之前，人类对维度空间的认知只有四维维度。

分别是一维空间到四维空间，一维是点，二维是面，三维是我们的立体空间，四维空间是在三维空间的基础上加上一个时间维度，但是超弦理论出现后，人类的认知从四维空间变成了十一维空间，为了能够解释四种基本作用力，科学家将维度提高到了11维度空间，才解释了这四种力，这个理论假定宇宙中所有的粒子都处于四维空间的膜宇宙中，而这个膜宇宙又是一个更加高维度的空间，超弦理论其实是否定了物理学的基本粒子，它认为基本粒子是不存在的，所有的粒子都是由弦的振动组成的，不过超弦理论理论并没有被科学家证实。它并不像量子力学和相对论那样，能够被科学家用实验来证明，而且可能还能够通过量子力学和相对论做出适合人类利用的东西来。

超弦理论的出现就是为了统一四大基本作用力，这个理论引入了太多我们无法证实的东西，比如说11维度空间，目前人类连四维空间都无法解释清楚，更不用说11维度空间了，按理来说，越是高一维度的空间，组成它的环境就更加复杂，现在我们根本没有办法想象11维度空间到底是什么样子的，或许神就存在于11维度空间中，超弦理论到现在为止，也是一种存在于理想状态的理论，它并不能够被真正的看作为一种正确的理论，因为任何理论都必须用实验去证明，只有能够经得起考验的理论才能够被称为是 真理。目前来说，超弦理论还处于设想的阶段，未来随着人类科技的进步，说不定人类能够证明超弦理论理论是对的。

在现在人类的物理学上，相对论和量子力学依然存在矛盾，这两个理论如果不能够被科学家融合在一起，那么就说明在我们的物理学上还存在一定的漏洞，超弦理论只能够作为自我安慰的一种理论，想要真正的将相对论和量子力学融合在一起，还需要出现一位伟大的科学家才行，如果人类能够将量子力学和相对论完美的融合在一起，那么人类离解开宇宙诞生的秘密也就不远了，小编希望人类能够早日实现自己的梦想，能够将量子力学和相对论完美的融合在一起，这样我们才能够将这个世界解释清楚，目前来看，这个世界到底是如何产生的？现在科学家还没有准确的答案，希望未来人类能够解开这个谜题，对此，大家有什么想说的吗？