为什么要找到一个可行的量子引力理论这么困难?

时间:2020-12-30 09:01:53   作者:
量子引力理论必须:
 
  • 成为一个自我一致的理论,因为它不包含任何内部矛盾。这对任何新理论都适用。
  • 它必须在适当的范围内再现所有已知的引力物理学

要想被认为是符合现实的量子引力物理理论的竞争者,它必须能够做出我们可以在某一点上进行验证的预测。当然,这意味着理论应该是可证伪的;它至少需要能够做出一些预测,即使我们目前的实验装置无法测试。

最重要的是,量子引力是一件非常难以理解的事情。我们的主要竞争者,如弦理论,环圈量子引力,等等,都是非常先进的数学,许多人认为最终的引力理论(如果它存在的话)可能会更先进和复杂。

但是除了数学之外,还有一些概念上的困难我们还没有理解。你可以在这里找到一个答案:亚当·兰托斯对为什么量子引力如此复杂的回答?

我认为目前最大的问题是,我们不能用实验来探索(普朗克尺度以下的)区域,这将给我们提供关于引力如何在量子力学水平上工作的有用数据。在物理学中,实验和理论之间的相互作用不能被低估。当我们没有关于量子引力的数据时,我们基本上是在试图在黑暗中提出理论。我们试图建立自我一致的理论,在特定的范围内再现广义相对论,但最终,更具体的目标可能会成为建立最终理论的必要垫脚石,首先要了解它的一点一点。

即使在建立粒子物理的标准模型时,理论家们也不得不解释那些最初不为人所知的实验结果。通过这样做,物理学家开始逐渐学习最终理论的不同(但相互关联)部分,通过解决比“仅仅建立一个理论”更小的问题,他们可以一步一步地解决它。增量确实会积累到更大的东西,而这些增量(来自实验方面)是我们目前没有的。
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