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我们知道，物理学遵循严密的逻辑理论，追究事物的根本原理，通过数据与计算引导出结论。当代物理学理论几乎能够解释从微观粒子到宏观天体运动现象的绝大部分事物构成，是一门获得过无数丰硕成果的理论体系。然而，我们不得不承认，科学研究实际上并不能做到完美无缺，在涉及到宇宙的一些最基础的问题上，现在的物理学理论仍然存在一些知识空白，比如我们的宇宙究竟从何而来？对于这个问题，目前没有任何一个物理学理论能给出令人信服的解释。

宇宙的演化

究其原因，是因为当前主宰整个物理学发展的两个支柱理论——广义相对论和量子理论，都存在根本性缺陷。广义相对论能够在大尺度天文观测中得到验证，却在回溯宇宙的开端时失效；量子理论能够在描述微观粒子的相互作用方面得到分毫不差的验证，理论中却缺失维持宇宙运转最重要的引力。换句话说，无论是宏观的宇宙还是微观的世界，还存在一些没有解决的问题，而当前这两个物理学支柱理论都无法单独解决这些问题。于是，物理学家们构想，如果能够将这两个支柱理论融合在一起，或许所有问题将迎刃而解。

宇宙局部中的大尺度构造

有人给这个构想中的理论提出了名字——量子引力理论。通俗地说，它就是包含了引力的新量子力学，物理学家们满怀期待地称之为“万有理论”，即这个理论无所不能。物理学家们设想，当量子引力理论构建成功之时，将能够解释一些他们目前所面对的最根本、最棘手的问题，如：解明宇宙大爆炸之前的“奇点”，给出宇宙起源的答案；明确黑洞中心的“奇点”会发生什么；明确黑洞最终是否会蒸发，为信息悖论找出答案；解决观测问题，消除广义相对论与量子力学的矛盾；明确人类智慧的秘密，弄清楚计算机为什么不具有智慧。等等。

星系NGC中心的超大质量黑洞

如今，全世界各个国家在该领域上都投入了大量资金和最优秀的人才，都在日夜钻研量子引力理论，但数十年来研究毫无进展，至今该理论犹如空中楼阁，其中的难度可想而知。构建量子引力理论的难点不仅仅在于构建理论的数学模型和之后的理论计算，最难的是对它的实验与观测极为困难，几乎成为了一道无法跨越的门槛。而一个号称“万能”的物理学理论如果得不到实验验证，无疑是尴尬的、不能令人信服的。

智利北部的超大型天文望远镜

在验证广义相对论时，通常使用天文观测的方法，如广义相对论预言了大质量天体会弯曲光线、黑洞、爱因斯坦透镜，这些都得到了天文观测的验证。而在量子物理学领域，典型的实验方法是使用粒子加速器这一装置加速粒子使之发生碰撞。现在，最大的粒子加速器是欧洲核子研究组织(CERN)花费了大约亿美元建造的大型强子对撞机(LHC)，它用周边长达27千米的环形管保证高真空、超低温，然后将里面的质子加速到接近光速产生碰撞。

螺旋星系NGC的壮观景象

这些质子在碰撞时，碰撞能量最高可达14兆电子伏特。可能您对于14兆电子伏特究竟是高还是低没有什么概念，但要问它能观测多大程度的微观构造的话，该装置能观测10^-17米的微观粒子。前几年轰动世界的希格斯玻色子就是这个装置发现的。但是，如果要研究量子引力，则需要比大型强子对撞机大得多的粒子加速器。从理论上来说，要观测量子引力现象，需要14兆电子伏特的10^10亿倍的能量，以及加速质子所需的周长万光年的环形管道，它的长度已经突破了银河系，甚至到达了仙女座星系，并且做一次实验就需要花费万年以上的时间！

阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列

显然，想要验证量子引力理论，单纯地靠建造巨大的粒子加速器来实现是不可能的，现状难免让人有些悲观。不过，大量优秀的研究者并没有因此而彷徨无措，依旧写出了大量相关论文，他们也不认为量子引力理论毫无进展，而是一直在持续进步，甚至有人乐观地认为完成量子引力理论已是近在眼前。对此，朋友们怎么看？欢迎留下您的评论。

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