大自然不可能有兩套物理法則，但相對論和量子力學爲何格格不入？

我們都知道，相對論和量子力學是現代物理學大廈的兩大基石，一個統治着宏觀世界，另一個統治着微觀世界。

但是，直到目前，相對論和量子力學都沒能很好地統一，不過兩者也並非“格格不入”，沒有那麼誇張。相對論分爲廣義相對論和狹義相對論，之所以我們說“相對論和量子力學”沒有統一，主要指的是“廣義相對論與量子力學沒有統一”，而狹義相對論與量子力學其實並沒有什麼矛盾。

下面來具體看一下量子力學的前世今生，看看它與相對論到底有什麼不協調的地方。

愛因斯坦成功解釋了光電效應，並因此獲得了諾貝爾物理學獎。他認爲光是一種粒子，並把導致光電效應的光子稱爲“光量子”。

什麼是光電效應？簡單講，就是把一束光照射在金屬上，會導致金屬內部電子擺脫原子核束縛，從而形成電流。每個光量子的能量等於光頻率與普朗克常數的乘積。

其實在愛因斯坦之前，量子的概念早就被提出過，但當時並沒有引起足夠重視，而愛因斯坦提出光電效應原理之後，普朗克的理論得以重啓，從而開啓了量子力學的大門。

之後，愛因斯坦等人不斷推動着量子力學的發展。最著名的當屬“EPR佯謬”，由三位科學家提出，分別是愛因斯坦，波多爾斯基，羅森，以他們三位名字的首字母命名。

該佯謬提出目的主要是爲了質疑量子力學的不完備性，也是愛因斯坦與“哥本哈根學派”（波爾爲首的幾位科學家）爭辯的核心。

愛因斯坦等科學家認爲世界是可認知的，可描述的，也是確定的，他極其反對哥本哈根詮釋中的概率描述和隨機性。認爲所謂的“概率和隨機”只是人們還沒有發現量子力學的某些“隱變量”，並不是真的隨機。

愛因斯坦認爲世界一定可以用某種客觀規律來準確描述，所以他會說“上帝不會擲骰子”。

愛因斯坦的這種“確定論”也得到了不少科學家的支持，比如說薛定諤和貝爾。

爲了質疑並諷刺波爾爲首的哥本哈根學派的瘋狂理論，薛定諤提出了著名實驗“薛定諤的貓”（之前講過很多次，這裡不再詳述），並提出了薛定諤波動方程。

但頗有諷刺意味的是，這個方程不但沒能成功幹掉對手，反而“無心插柳”，讓波函數坍縮成爲量子力學的一個核心理論，也是量子力學的基石。

相似的還有貝爾不等式，原本是貝爾設計的一個實驗，目的是爲了證明量子力學隱藏的“隱變量”。簡單講，如果貝爾不等式成立，則愛因斯坦勝出，如果不成立，那麼波爾就勝出。

但是在隨後的幾十年時間裡，貝爾不等式被證明都不成立，這也是爲什麼波爾爲首的哥本哈根學派被主流科學界認可。

不過，不管怎麼說，愛因斯坦並沒有像某些人所說的“反對量子力學”，他也是量子力學的鼻祖之一，他反對的只不過是哥本哈根學派的“不確定性”。

總的來說，以上量子力學的一些詭異現象通常都只是出現在微觀世界，在宏觀世界是不存在的。

但是我們也知道，宏觀物質都是由微觀粒子組成的，按道理講，宏觀和微觀世界應該有一套統一的理論來詮釋，而不是兩套顯得“格格不入”的理論來詮釋。

問題的本質就在四大基本作用力上：強力，弱力，電磁力和引力。

宏觀世界的運動由引力和電磁力來支配着，而微觀世界由弱力和強力支配着。

那麼，有沒有統一的理論能很好地詮釋四種基本作用力呢？這就是科學家追求的大統一理論，統一四種基本作用力，只要能夠統一，意味着相對論和量子力學也能統一起來。

如今弱力和電磁力已經完成了統一，強力的統一也近在眼前，唯獨引力被排除在外。

標準粒子模型很好地詮釋了強力，弱力和電磁力，但唯獨引力好像是個另類。科學家們假想中的“引力子”一直都沒有被找到。

目前來看，走在前沿的理論弦理論，被認爲是最有可能的大統一理論，認爲萬事萬物都由最基本的會振動的弦組成的，弦振動形式的不同構成了不同的基本粒子。不過弦理論缺乏實驗證據的支撐，目前很難得到主流科學界的認可，科學是非常嚴謹的，必須有嚴格的具有說服力的證據才能得到廣泛認可。