一百年前,愛因斯坦通過推廣狹義相對論而創立了廣義相對論,建立起引力與時空幾何的內在聯繫,成為二十世紀理論物理劃時代的進展。另一方面,狹義相對論與量子力學作為二十世紀理論物理具有變革性的進展,它們的成功統一建立了相對論量子場論。量子場論作為描述微觀世界的基本理論,成功地應用於電磁力、弱作用力和強作用力三種基本作用力的描述,導致粒子物理標準模型的建立,成為二十世紀理論物理的重大突破性進展。廣義相對論作為引力的經典理論,對宇觀世界的描述得到了實驗的證實。儘管如此,廣義相對論與量子力學的統一至今未能取得成功。其主要障礙包括:以彎曲時空動力學為基礎的廣義相對論不再具有四維時空平移不變性,不能像狹義相對論中那樣很好地定義和度量時間間隔和空間間隔以及能量和動量等物理守恆量。為此,建立自洽的量子引力理論成為半個多世紀以來理論物理學家一直在探討的前沿科學問題,它的成功建立將不僅對理解早期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的作用。量子論與決定論一直是愛因斯坦和科學家們關注和爭論的焦點。…
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