【科技日報】引力量子場論可統一廣義相對論與量子力學---中國科學院

2020-11-23 中國科學院

　　有沒有一種理論可以統一廣義相對論和量子力學？有沒有一種理論可以統一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力？1月25日，中國科學院院士、中國科學院大學副校長吳嶽良在中科院理論物理所舉行的前沿科學論壇上，提出引力量子場論。該理論打破以彎曲時空幾何為基礎的廣義相對論的局限，將廣義相對論與量子力學統一起來。相關成果發表在近日出版的國際期刊《物理評論》上。

　　此前量子場論的建立，使狹義相對論與量子力學成功統一。但廣義相對論與量子力學的統一至今仍是理論物理界的研究熱點。

　　「廣義相對論基於彎曲時空動力學，因此存在時空平移對稱性和能量動量守恆定律不再成立，無法很好地定義和度量時間間隔和空間間隔等問題。」吳嶽良說，引力量子場論假定自然界基本規律與時空坐標和標度選取無關，並且遵循局域規範不變原理。該理論通過雙標架四維時空概念，可解決上述問題。

　　吳嶽良介紹說，在引力量子場論框架下，可統一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力，而且可導出含有引力場效應的所有量子場運動方程和所有基本對稱性對應的守恆定律。「就好比牛頓運動理論可作為狹義相對論在低能狀態的表述，愛因斯坦的廣義相對論可作為引力量子場論的低能有效理論。此外，引力量子場論中的量子效應可解釋早期宇宙暴脹。」吳嶽良表示，引力量子場論的建立不僅對理解宇宙的起源和演化至關重要，而且對量子理論本身的普適性和自洽性起著根本性作用。

　　（原載於《科技日報》 2016-01-26 01版）

　　有沒有一種理論可以統一廣義相對論和量子力學？有沒有一種理論可以統一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力？1月25日，中國科學院院士、中國科學院大學副校長吳嶽良在中科院理論物理所舉行的前沿科學論壇上，提出引力量子場論。該理論打破以彎曲時空幾何為基礎的廣義相對論的局限，將廣義相對論與量子力學統一起來。相關成果發表在近日出版的國際期刊《物理評論》上。
　　此前量子場論的建立，使狹義相對論與量子力學成功統一。但廣義相對論與量子力學的統一至今仍是理論物理界的研究熱點。
　　「廣義相對論基於彎曲時空動力學，因此存在時空平移對稱性和能量動量守恆定律不再成立，無法很好地定義和度量時間間隔和空間間隔等問題。」吳嶽良說，引力量子場論假定自然界基本規律與時空坐標和標度選取無關，並且遵循局域規範不變原理。該理論通過雙標架四維時空概念，可解決上述問題。
　　吳嶽良介紹說，在引力量子場論框架下，可統一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力，而且可導出含有引力場效應的所有量子場運動方程和所有基本對稱性對應的守恆定律。「就好比牛頓運動理論可作為狹義相對論在低能狀態的表述，愛因斯坦的廣義相對論可作為引力量子場論的低能有效理論。此外，引力量子場論中的量子效應可解釋早期宇宙暴脹。」吳嶽良表示，引力量子場論的建立不僅對理解宇宙的起源和演化至關重要，而且對量子理論本身的普適性和自洽性起著根本性作用。
　　（原載於《科技日報》 2016-01-26 01版）

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    有沒有一種理論可以統一廣義相對論和量子力學？有沒有一種理論可以統一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力？
  • 廣義相對論量子力學可統一了?
    本文轉自中國科學網-科技日報科技日報北京1月25日電 （記者徐玢）有沒有一種理論可以統一廣義相對論和量子力學？有沒有一種理論可以統一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力？25日，中國科學院院士、中國科學院大學副校長吳嶽良在中科院理論物理所舉行的前沿科學論壇上，提出引力量子場論。該理論打破以彎曲時空幾何為基礎的廣義相對論的局限，將廣義相對論與量子力學統一起來。相關成果發表在近日出版的國際期刊《物理評論》上。此前量子場論的建立，使狹義相對論與量子力學成功統一。
  • 中國提出引力量子場論:打破廣義相對論局限!
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    提問：廣義相對論與量子力學是否需要統一呢？回答：廣義相對論與量子力學兩者皆是描述自然的。我們希望有一種對於自然的描述，它是能夠自圓其說的。這就是統一的含義：一個能自洽的理論。從實際的角度來看，這樣的統一或許是沒必要的。量子場論只在彎曲的空間背景才能被較好的運用。
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    量子引力理論是一種結合了量子力學和廣義相對論的假想理論，它可以解答一些我們關於物理世界的深刻提問，稱它為物理界的聖杯實至名歸。為什麼我們需要量子引力理論？最重要的是，廣義相對論不需要預設時空的存在，因而是一種背景獨立理論。量子引力理論是一種解釋範圍更廣泛的背景獨立理論，可以用來解釋物質的量子特性和普朗克尺度（最小的空間單元為10^-33cm，最小的時間單元是10^-43s，該尺度內量子效應顯著）下時空的量子特性。
  • 在JT引力中成功實現:統一量子力學和廣義相對論!
    科學家們一直試圖想出一個方程式來統一宇宙微觀和宏觀的定律：即統一量子力學和廣義相對論！現在我們又向前邁進了一步，新研究證明了這種統一在JT引力中能成功實現。在一維域的簡化玩具模型中，揭示了全息原理，即信息是如何存儲在另一個維度的邊界上。宇宙是如何開始的？研究最小事物的量子力學與廣義相對論研究的宏觀宇宙有什麼關係？
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    在愛因斯坦撰寫的《相對論的意義》（The Meaning of Relativity）重印版本的前言中，弦理論物理學家布賴恩格林寫道，超弦理論成功地結合了廣義相對論和量子力學。除此之外，它也有能力平等的包含電磁力、弱相互作用力和強相互作用力。
  • 在JT引力中成功實現：統一量子力學和廣義相對論！
    文章來自：博科園官網科學家們一直試圖想出一個方程式來統一宇宙微觀和宏觀的定律：即統一量子力學和廣義相對論！現在我們又向前邁進了一步，新研究證明了這種統一在JT引力中能成功實現。在一維域的簡化玩具模型中，揭示了全息原理，即信息是如何存儲在另一個維度的邊界上。宇宙是如何開始的？
  • 愛因斯坦相對論與量子力學的結合取決於引力
    答道：量子力學和相對論在許多方面並不矛盾，但這並不意味著它們是能夠相互包容……首先，目前的量子理論以及量子場論從一開始就有著完全相對論性。可以說，相對論是「嵌入」量子力學的。相對論是唯一一種能夠解釋粒子的產生以及湮滅因果關係的量子學說（對於研究者而言，原因永比結果重要）。我所言的完全相對論性，也就是所謂的狹義相對論。反過來看，量子場論是可行的，但是它能夠在廣義相對論所定義的可扭曲的背景下存在。這麼一來，事情開始變得複雜起來（在一般情況下，我們必須完全接受場的概念並完全放棄粒子的概念）。
  • 量子力學與廣義相對論
    量子力學和廣義相對論是目前人類描述微觀世界和宏觀世界的兩套比較精確的理論。然而這兩套理論卻是各自為政的，量子力學掌管著微觀尺度，而廣義相對論則掌管著宏觀尺度。然而問題來了，微觀跟宏觀的界限在哪裡呢？也就是說多小的尺度才是微觀？
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    在尺度上它屬於微觀，然而它卻讓不確定性失效了……因此如果按照量子力學，奇點是不可能存在的，也就是量子力學不允許奇點存在，就像不允許絕對零度存在一樣。然而按照廣義相對論，奇點必然存在！那我們究竟信誰的？？？
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    廣義相對論和量子力學不可調和我們要想真正理解黑洞、時間的起源和空間的本質，需要在某種程度上結合廣義相對論和量子力學的理論，但是，這兩個理論在本質上似乎是不可調和的。科學家們始終相信，在未來的某一天，現代物理學的兩大支柱——廣義相對論和量子力學一定會交融到一起。目前，廣義相對論和量子力學都分別取得了偉大的成就，但是它們看起來卻不可調和。
  • 這個新方程可以統一廣義相對論與量子力學
    這個公式迷人之處在於，它連接了愛因斯坦的廣義相對論和量子力學。我們知道，量子力學和廣義相對論在各自領域出色的描述著我們生活的世界，它們也預言過許多聽起來有違常識的概念。當今物理學家的目標之一就是將它們合併在一起，並希望最終得到一個「量子引力理論」。但到目前為止，所有的努力都還沒有成功。
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    本報訊 近日，中科院院士、中科院卡弗裡理論物理研究所研究員吳嶽良，打破愛因斯坦廣義相對論中關於廣義坐標變換不變假設的局限
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  • 段一士先生的講義：《廣義相對論與引力規範理論》
    在國內外享有崇高聲譽，曾獲國家自然科學獎、教育部科技進步獎、中國人民解放軍科技進步獎。1984年被評為全國優秀教師，1990年被評為全國高等學校先進科技工作者。發表學術論文二百餘篇，撰寫和編著了《量子場論》《拓撲規範場論》《廣義相對論和引力規範理論》《規範場理論》《額外維》《宇宙學》《超對稱和共形場論》等二十餘門理論物理基礎和前沿課程的教材和講義。
  • 廣義相對論和量子力學到底有多矛盾,我們有沒有可能將二者統一?
    牛頓發現萬有引力奠定了近代物理學的基礎，牛頓用引力描述了世界的規律以及宇宙的運行。牛頓首次解釋了地球之所以能夠圍繞太陽運動就是因為太陽擁有強大的引力。此後，在此基礎上，近代物理學進入了蓬勃發展的階段。然而，牛頓的理論並不完善，他雖然說明了引力的作用，但是卻無法解釋引力從何而來，引力的本質到底是什麼？
  • 相對論和量子力學的主要矛盾是什麼?
    愛因斯坦的相對論就經受住了實驗的考驗，狹義相對論部分有μ子實驗和原子鐘等實驗的支撐。而廣義相對論則有光線偏折，引力透鏡等觀測現象做支撐。並且廣義相對論還預言了引力波和黑洞的存在。這些也使得相對論成為了如今被主流學術圈所承認的主流理論。