1.1.1 广义相对论的奇点问题 (黑洞、宇宙大爆炸) 1. 量子引力的必要性 现代物理学建立在两大支柱之上:广义相对论(GR)和量子力学(QM)。广义相对论以其优雅的几何语言描述了引力,将引力视为时空因物质和能量存在而发生的弯曲。它在宏观尺度上取得了惊人的成功,从精确预测水星近日点进动到探测到引力波,再到GPS系统的日常运行。另一方面,量子力学则统治着微观世界,描述了物质和能量在原子和亚原子层面的奇异行为,其预测精度达到了令人难以置信的程度。 然而,这两大理论之间存在着深刻的、根本性的冲突。广义相对论描绘了一个光滑、连续、动态的时空几何背景,而量子力学则告诉我们,在足够小的尺度上,物理量是量子化的、概率性的,并且存在固有的不确定性。