宇宙是离散的还是连续的？
2021年4月9日
量子理论与相对论存在分歧
Naval：
你说我们从德谟克利特时代的原子，到原子核，再到质子和中子，然后到夸克。借用费曼的话说，这完全是粒子一路向下。我们可以永远继续下去。但这并不是真正的永远，对吧？在某个点上你会遇到普朗克长度。
Brett：
有普朗克时间，有普朗克长度，甚至还有普朗克质量，这实际上是一个相当大的质量。这些东西没有任何物理意义。普朗克时间并不是可能的最短时间，普朗克长度也不是可能的最短长度。原因在于这些普朗克量是量子理论的一部分。但长度并不是由量子理论描述的。它是由广义相对论描述的。而在那个理论中，空间是无限可分的。没有可能的最短长度或时间。
这揭示了一个古老的离散与连续之间的张力。量子理论似乎表明事物是离散的。例如，有最小的金粒子，即金原子。有最小的电粒子，即电子。有最小的光粒子，即光子。在量子理论中，我们有这种离散性的概念，即存在可能的最小事物，其他一切都是由它构建的。
但在广义相对论中，观点恰恰相反。它说事物可以连续变化，数学要求事物必须是连续可变的，以便可以进行微分等等。其观点是你可以不断分割空间，也可以不断分割时间。
物理学家们理解，在我们物理学中最基础的解释的最深层次上存在这种矛盾。这也是为什么有这些试图统一量子理论和广义相对论的尝试的原因之一。现实的基本本质是什么？是事物可以无限可分，还是我们必须在某个地方停下来？如果它是无限可分的，那么量子理论可能必须从属于广义相对论。我们只是不知道。