物理学中最难攻克的问题：引力为什么还不能被量子化|奇点|广义相对论|引力|物理学|粒子|量子化

引力是我们日常生活中最熟悉的一种自然现象，它使得物体相互吸引，让我们站在地球上不会飘走。但是，在物理学中，引力却是最神秘和最难理解的一种基本作用力。为什么呢？因为它与其他三种基本作用力——电磁力、强力和弱力——有着本质的不同。

其他三种基本作用力都可以用量子场论来描述，它们是由一种或几种无质量或有质量的粒子（称为规范玻色子）通过交换来传递的，比如电磁力就是由光子来传递的。这些粒子都遵循量子力学的规律，而且这些理论都经过了大量的实验验证，并能够给出非常精确和一致的预测。

但是引力却不能用这样的方法来描述。目前能够描述引力现象最好的理论是爱因斯坦提出的广义相对论，它认为引力并不是一种传统意义上的作用力，而是由时空本身弯曲所造成的效果。物质会影响时空结构，而时空结构又会影响物质运动。广义相对论也经过了许多实验验证，并能够解释诸如行星轨道进动、光线偏折、引力红移、引力波等现象。

那么问题来了：既然广义相对论已经能够很好地描述引力现象了，为什么还要把它量子化呢？其中一个答案是：广义相对论与量子场论之间存在着严重的冲突和矛盾。

首先，在极端情况下（比如黑洞奇点或者宇宙大爆炸），广义相对论会失效或者给出发散的结果，因为它不能处理时空的奇点。这就需要一个能够同时考虑引力和量子效应的理论，也就是所谓的量子引力理论。其次，在概念上，广义相对论和量子场论也有很大的差异。广义相对论认为时空是动态的、弯曲的、连续的，并且遵循决定性的方程。而量子场论认为时空是静态的、平坦的、离散的，并且遵循概率性的规则。这两种观点很难协调起来。

因此，要把引力成功地量子化，就需要找到一种新的数学语言和物理原理，来描述时空和物质在极端情况下（比如普朗克尺度）的行为。目前还没有一个被普遍接受或者被实验验证过的量子引力理论，但有一些候选者，比如弦理论、非交换几何等。这些理论都有各自的优点和缺点，也都面临着一些困难和挑战。要想真正解决引力量子化这个问题，可能还需要更多的创新和突破。

为什么我们要关心引力量子化问题呢？首先，引力量子化问题是物理学中最基本和最重要的问题之一。它涉及到我们对自然界最根本的认识，包括时空、物质、能量、信息等概念。如果我们能够找到一个统一描述所有自然现象的理论，那么我们就能够更深刻地理解宇宙的起源、结构、演化和命运，以及我们自身在其中的地位和作用。

其次，引力量子化问题也是物理学中最困难和最挑战的问题之一。它需要我们突破现有的数学和物理框架，创造出新的工具和方法，探索出新的领域和现象。如果我们能够解决这个问题，那么我们就能够开启一个新的科学时代，可能会产生许多惊人的发现和应用。