圈量子引力理论与弦理论（什么是量子引力理论）

迄今为止，人类已经发现了四种主宰这个宇宙的自然基本作用力：电磁力、强核力、弱核力和引力。目前的粒子物理标准模型已经能够把前三种基本力统一起来，这个模型可以很好地描述这三种基本力，世界上的各种粒子加速器的实验结果都能支持这个理论。

但粒子物理标准模型却无法描述引力，引力一直无法被统一起来。目前描述引力最为精确的理论是爱因斯坦创立的广义相对论，这个理论已经得到了包括引力波在内的等诸多宇宙现象的支持。

目前，物理学家所要做的是就是要把四种基本力结合在一起，创立一种能够描述一切的大统一模型。量子引力理论就是这样一种理论，它想要把广义相对论量子化，进而统一包括引力在内的四种基本力。

根据量子引力理论，宇宙中存在引力子，它是一个虚拟的粒子，可以传递引力。这就是量子引力与其他统一场理论的区别之处，一些通常被归类为量子引力的理论并不一定需要引力子。

量子力学的标准模型（在1970年到1973年之间形成）假定其他三种物理学基本力是由虚拟的玻色子来传递的。光子传递电磁力，W和Z玻色子传递弱核力，而胶子则传递强核力。

因此，量子引力理论假设引力子将会传递引力。引力子被认为是无质量的，因为引力的传播速度是光速。并且引力子的自旋为2，因为引力是一个二阶张量场。

通过实验测试量子引力理论的主要问题是，在目前的实验中，观察推测所需要的能量水平是难以达到的。

即使在理论上，量子引力理论也遇到严重的问题。引力目前是通过广义相对论来解释的，它对宏观尺度上的宇宙做的假设与量子力学在微观尺度上所做的假设极其不同。

把这些力结合在一起的尝试通常会遇到“重整化问题”，所有力的总和不会抵消，并且产生无限的值。在量子电动力学中，这种情况偶尔会发生，但可以重整化数学运算，以消除这些问题。然而，这样的重整化对引力的量子解释行不通。

​量子引力理论的假设通常会被证明是一种简单又优雅的理论。很多物理学家试图逆向研究，预测他们认为可能解释当前物理学中观察到的对称性的一个理论，然后看看这些理论是否有效。

目前一些被归类为量子引力理论的统一场理论包括：弦理论/超弦理论/ M理论、超引力、圈量子引力、扭量理论、非对易几何、欧氏量子引力、惠勒-德威特方程式。

如果量子引力理论真的成立，它完全有可能既不简单也不优雅。在这种情况下，这些正在做的尝试都带有不完美的假设，而且很可能是不准确的。关于这些问题，只有时间和实验才能证明。

不过，也有可能情况像上述一些理论所预测的那样。那么，对量子引力的理解将不仅会巩固理论，而且还会引入对空间和时间的全新理解。