萬有理論

萬有理論 （ Theory of Everything或ToE ） 指的是假定存在的一種具有總括性 、 一致性的物理理論框架 ， 能夠解釋宇宙的所有物理奧祕 。 經過幾個世紀奮勉不懈的努力 ， 發展出兩種理論框架 ： 廣義相對論與量子場論 。 它們的總合 ， 可以說是最接近想像中的萬有理論 。 廣義相對論專注於研究引力來明白宇宙的大尺度與高質量現象 ， 例如恆星 、 星系 、 星系團等等 。 量子場論專注於研究非引力來明白宇宙的小尺度與低質量現象 ， 例如 ， 亞原子粒子 、 原子 、 分子等等 。 量子場論成功地給出標準模型 ， 並且能夠按照大統一理論將弱力 、 強力與電磁力這三種非引力統合在一起 。 經過多年的研究 ， 這兩種理論分別在適用範圍內做出的預測幾乎都已被實驗肯定 。 根據物理學家的研究結果 ， 廣義相對論與量子場論互不相容 ， 即對於某些狀況 ， 兩者不可能同時是正確的 。 由於這兩種理論的適用範圍不同 ， 對於大多數狀況 ， 只需用到其中一種理論 。 這兩種理論的不相容之處在非常小尺度與高質量範圍才成爲顯著的問題 ， 例如 ， 在黑洞內部 、 在宇宙大爆炸之後的極短時間 。 爲了解釋這衝突 ， 透露更深層實在 、 將引力與其它三種作用力統合在一起的理論框架必須被找出 ， 和諧地將廣義相對論與量子場論整合在一起 ， 原則而言 ， 成爲能夠描述所有物理現象的單一理論 。 近期 ， 在追逐這艱難目標的過程中 ， 量子引力已成爲積極研究領域 。 萬有理論用來指那些試圖統合自然界四種基本相互作用 ： 引力相互作用 、 強相互作用 、 弱相互作用和電磁相互作用成爲一體的理論 ， 是在電磁作用和弱相互作用連成一體的電弱作用理論之後 ， 再加入強相互作用連成一體的大統一理論基礎之後 ， 又加上引力作用連成一體的理論 。 目前被認爲最有可能成功的萬有理論是弦理論和圈量子引力論 。