徐玢

有沒有一種理論可以統(tǒng)一廣義相對論和量子力學？有沒有一種理論可以統(tǒng)一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力？中國科學院院士、中國科學院大學副校長吳岳良在中科院理論物理所舉行的前沿科學論壇上，提出引力量子場論。該理論打破以彎曲時空幾何為基礎(chǔ)的廣義相對論的局限，將廣義相對論與量子力學統(tǒng)一起來。相關(guān)成果發(fā)表在國際期刊《物理評論》上。

此前量子場論的建立，使狹義相對論與量子力學成功統(tǒng)一。但廣義相對論與量子力學的統(tǒng)一至今仍是理論物理界的研究熱點。

“廣義相對論基于彎曲時空動力學，因此存在時空平移對稱性和能量動量守恒定律不再成立，無法很好地定義和度量時間間隔和空間間隔等問題。”吳岳良說，引力量子場論假定自然界基本規(guī)律與時空坐標和標度選取無關(guān)，并且遵循局域規(guī)范不變原理。該理論通過雙標架四維時空概念，可解決上述問題。

吳岳良介紹說，在引力量子場論框架下，可統(tǒng)一描述引力、電磁力、弱力、強力四種基本作用力，而且可導出含有引力場效應(yīng)的所有量子場運動方程和所有基本對稱性對應(yīng)的守恒定律?！熬秃帽扰ｎD運動理論可作為狹義相對論在低能狀態(tài)的表述，愛因斯坦的廣義相對論可作為引力量子場論的低能有效理論。此外，引力量子場論中的量子效應(yīng)可解釋早期宇宙暴脹?！眳窃懒急硎?，引力量子場論的建立不僅對理解宇宙的起源和演化至關(guān)重要，而且對量子理論本身的普適性和自洽性起著根本性作用。