Question

什么是相对论？什么是量子？

Answer 1

：Don Lincoln是美国能源部费米加速器实验室（美国最大的强子对撞研究机构）的资深科学家。他时常会公开发布一些文章，你可以在facebook上关注他。

今年十一月是爱因斯坦提出广义相对论的一百周年，广义相对论是爱因斯坦非凡的科学生涯中最伟大的成就之一。该理论向我们阐明了在物质和能量的影响下，空间是可以延展、弯曲和拉伸的。这彻底改变了人类对宇宙的认知，还引入了一些振奋人心的概念，如黑洞和虫洞。

在600千米的距离上观看十倍太阳质量的黑洞（模拟图），背景为银河系。

爱因斯坦的广义相对论描述的是一个广泛的现象，几乎贯穿了时间的起点到时间的终点，甚至描述了在深空中向黑洞坠落之旅，穿越过视界，不断坠落，几乎落到黑洞的中心——奇点。

深入到量子世界

上文中用了两次的“几乎”这个词，这并非意外。爱因斯坦的理论在大尺度上表现得相当的出色。该理论巧妙地解释了许多现象，如水星的运行轨道和脉冲双星的运转。而且，这还是GPS定位系统的理论基础。

但是，宇宙的开端和黑洞的中心地带是一个不同寻常的世界——量子世界。在这样的环境下所研究的问题涉及到了亚原子尺度，而这正是问题的所在。

爱因斯坦的全盛时期正好是量子力学诞生之际，他与玻尔关于这一反常规的预言的争论铸造了一段传奇。“上帝是不掷骰子的！”这是爱因斯坦留下的一句著名的言论。

1925年，玻尔与爱因斯坦讨论问题。

然而，尽管爱因斯坦对量子力学嗤之以鼻，但是他也意识到了量子领域的重要性。于是他开始探寻如何将他的史诗般的理论应用于微观世界。他的努力所得的结果可以用三个字概括：失，败，了！

相对论与量子世界

爱因斯坦用他的余生来探寻统一广义相对论与量子力学的方法，但一无所获。历史学家对这段历史相当感兴趣，因为天才没有取得成功。但是，在接下来的几十年里也没有人能完成他的梦想。

晚年时的爱因斯坦。

当你结合这两个二十世纪最重要的理论来认知这个世界的基本问题时，你会发现很有趣。广义相对论使用了一系列的微分方程描述了一个数学上所谓的平滑连续的可微分的空间。在外行人看来，相对论在数学上是平滑的，没有任何尖锐的边缘。而量子力学描述的是一个量子化的世界，世界上的物质是离散的，存在不连续性。

以水为例

为了弄清这些不同的数学公式，我们可以对我们再熟悉不过的物质——液态水进行深入的探讨。也许你听说过用微分方程和离散数

Answer 2

上面的朋友解答很详细，我就通俗概括一下，以伽利略和牛顿奠定的经典物理学为基础，相对论在这个基础上引入了光速的基本概念，在相对论中，光速是一个非常重要的常数，当物体在接近光速运动的时候，经典物理学就不再适用，用相对论的公式可以完美计算其物理运动的规律，且相对论的公式也可以很好地匹配经典物理学。
在经典物理学中，能量是连续的，但是当进入微观粒子时就会发现能量不是连续的，而是可以分到非常小的单位，这就是一个量子，普朗克常数就是这么来的，且在微观基本粒子世界中，经典物理学不再适用，甚至会出现数学中的概率分布的问题，同一个电子可能出现在两处，但到底出现在哪里只能用数学的概率去解释