韦德体育官方网站app下载中心 广义相对论表明引力本质是时空弯曲，科学家为何还要寻找引力子？

在科学史的长河中，艾萨克·牛顿提出了一个革命性的概念——万有引力。这一观念在人类的心灵中播下了“引力”的种子，然而对于引力的实质，牛顿并未做出详细阐述，他仅仅给出了其数学公式，并教导我们如何应用它。

紧随其后，阿尔伯特·爱因斯坦在牛顿理论的基础上，对引力本质进行了更深层次的阐释，提出它是由时空的弯曲所引起，并对牛顿引力公式的数值进行了修正。尽管爱因斯坦的诠释涉及的是一种宏观现象，却在科学界掀起了波澜。

20世纪20年代，量子力学的兴起让科学家们开始从微观层面重新审视世界，“量子化”一时成为物理学研究的潮流。随着量子理论如雨后春笋般涌现，人类对宇宙的认知被彻底颠覆，这一系列的成就也标志着物理学的繁荣时期。

然而，尽管“标准模型”——量子力学的丰碑成功整合了电磁力、强力和弱力这三种基本力，并找到了相应的媒介粒子，代表引力的引力子却始终未被发现。

为何我们坚信引力子的存在？

让我们简单回顾一下量子理论。量子理论的核心在于用量子概念来阐释世间万物，包括物质以及各种作用力。

何为量子？

量子并非具体的物质实体，而是人类创造的一个抽象概念，更类似于一个类别。这个类别中的微观粒子最显著的特性是其“波粒二象性”。波，是概率波；粒，则是经典的点状物质。这两种特性此起彼伏。

描述物质实体的量子统称为费米子，如质子、电子和中子；传递各种作用力的量子则统称为玻色子，如光子。

作为物质粒子的费米子，其“粒子性”尤为明显。物质由这些粒子构成，它们是经典原子理论的升级版，易于我们理解。犹如高楼大厦由砖瓦垒成，但这些物质粒子与经典物质的确定性不同，它们具有不确定的量子态。

而玻色子，即传递作用力的量子，对很多人来说难以理解。在量子力学中，各种作用力被视作由具有最小单位的离散能量包交换产生的。

胶子（强相互作用媒介）、光子（电磁相互作用媒介）、w玻色子和z玻色子（弱相互作用媒介）的发现，似乎印证了标准模型对传递力的构想，因此引力自然应该有一个媒介粒子，即“引力子”。

然而，引力子至今仍未被找到。如果引力子不存在，那么标准模型就只能算是一个过渡理论，尚不能成为终极理论。

相对论与量子力学是背道而驰的两大理论。

爱因斯坦的相对论为解释宇宙提供了另一途径。尽管它能完美阐述引力即时空的扭曲，却无法涵盖自然界的其他三种基本力。

在相对论中，“力”的概念根本就不存在，它被转换成了时空的几何效应。正因为这个原因，它无法与量子力学的三大基础力描述相融合。

但追求统一所有自然力始终是物理学的最高目标。鉴于量子力学已成功整合三大基础力，科学家们自然对其寄予厚望，不懈追寻最终的引力子。

然而，如果假设引力子存在，标准模型的数学公式也无法准确计算出引力数值，因为该理论自始至终无法包容引力。

为何会这样？因为它与能精确描述引力的相对论完全相悖。

量子力学与广义相对论就像两位性格不合的天才

事实上，若分别用量子力学与相对论来描述微观世界与宏观世界，它们在各自的领域都近乎完美。

量子理论在描述原子和亚原子粒子方面独树一帜。广义相对论则在解释宇宙现象上，带给我们黑洞、宇宙膨胀等惊人理论。然而，这两大理论却完全无法相容。它们的基础假设、数学方法和物理图像截然不同。量子理论基于离散能量包（“量子”）和亚原子粒子间的相互作用；相对论则基于平滑连续的时空。

然而，宏观与微观仅是人为划分，宇宙本身不应割裂。难道描述宇宙运作规律，真的需要两套理论吗？

物理学家的回答显然是否定的。因此，在追求大统一理论的道路上，引力子成了一个至关重要的预言。

然而，在追寻引力子的征途中，我们一次次碰壁，再加上标准模型无法解释的暗物质之谜，让许多科学家对“集邮式”发展的标准模型感到失望。

本质上，科学家们追寻的并非仅仅是引力子，而是一个能够统一所有物理规则的终极理论。

而在量子力学的最高成就——标准模型中，唯独缺失引力子。如果能够发现它，无疑将我们对终极理论的探索大大推进一步。