迄今為止，人類已經發現了四種主宰這個宇宙的自然基本作用力：電磁力、強核力、弱核力和引力。目前的粒子物理標準模型已經能夠把前三種基本力統一起來，這個模型可以很好地描述這三種基本力，世界上的各種粒子加速器的實驗結果都能支持這個理論。

但粒子物理標準模型卻無法描述引力，引力一直無法被統一起來。目前描述引力最為精確的理論是愛因斯坦創立的廣義相對論，這個理論已經得到了包括引力波在內的等諸多宇宙現象的支持。

目前，物理學家所要做的是就是要把四種基本力結合在一起，創立一種能夠描述一切的大統一模型。量子引力理論就是這樣一種理論，它想要把廣義相對論量子化，進而統一包括引力在內的四種基本力。

根據量子引力理論，宇宙中存在引力子，它是一個虛擬的粒子，可以傳遞引力。這就是量子引力與其他統一場理論的區別之處，一些通常被歸類為量子引力的理論並不一定需要引力子。

什麼是引力子？

量子力學的標準模型（在1970年到1973年之間形成）假定其他三種物理學基本力是由虛擬的玻色子來傳遞的。光子傳遞電磁力，W和Z玻色子傳遞弱核力，而膠子則傳遞強核力。

因此，量子引力理論假設引力子將會傳遞引力。引力子被認為是無質量的，因為引力的傳播速度是光速。並且引力子的自旋為2，因為引力是一個二階張量場。

量子引力理論被證明了嗎？

通過實驗測試量子引力理論的主要問題是，在目前的實驗中，觀察推測所需要的能量水平是難以達到的。

即使在理論上，量子引力理論也遇到嚴重的問題。引力目前是通過廣義相對論來解釋的，它對宏觀尺度上的宇宙做的假設與量子力學在微觀尺度上所做的假設極其不同。

把這些力結合在一起的嘗試通常會遇到「重整化問題」，所有力的總和不會抵消，並且產生無限的值。在量子電動力學中，這種情況偶爾會發生，但可以重整化數學運算，以消除這些問題。然而，這樣的重整化對引力的量子解釋行不通。

量子引力理論的假設通常會被證明是一種簡單又優雅的理論。很多物理學家試圖逆向研究，預測他們認為可能解釋當前物理學中觀察到的對稱性的一個理論，然後看看這些理論是否有效。

目前一些被歸類為量子引力理論的統一場理論包括：弦理論/超弦理論/ M理論、超引力、圈量子引力、扭量理論、非對易幾何、歐氏量子引力、惠勒-德威特方程式。

如果量子引力理論真的成立，它完全有可能既不簡單也不優雅。在這種情況下，這些正在做的嘗試都帶有不完美的假設，而且很可能是不準確的。關於這些問題，只有時間和實驗才能證明。

不過，也有可能情況像上述一些理論所預測的那樣。那麼，對量子引力的理解將不僅會鞏固理論，而且還會引入對空間和時間的全新理解。

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