黑洞是相对论推导出的一个数学概念，却与量子力学发生了激烈矛盾

爱因斯坦创建的相对论（狭义相对论、广义相对论）与20世纪初兴起的描述微观粒子的量子力学并称为20世纪两大物理学支柱，但这两大支柱相处的却并不融洽，甚至相对论与量子力学在一些问题上发生了根本性的矛盾，准确的说应该是广义相对论与量子力学根本无法相融，广义相对论认为时空是连续的、平滑的，而量子力学构建的时空观是基于激烈的量子涨落而形成的间断的、不连续的时空，除了关于时空观点的不同，相对论与量子力学对于黑洞这种天体也无法达成认识上的一致，可能有的读者会问：广义相对论是用来描述宇宙天体的，而量子力学则是用来解释微观粒子的，由于宏观世界与微观世界的巨大差距，两者可以说是各司其职，互不来往，为何量子力学会对作为一种宇宙天体的黑洞上与广义相对论产生激烈的矛盾呢？

黑洞，这是一个所有天文爱好者都感兴趣的话题，但不为人知的是：黑洞其实最早是作为一种数学概念被提出来的，在1916年，物理学家史瓦西通过广义相对论的引力方程推导出了一个半径公式，即史瓦西半径，史瓦西半径代表着特定的天体在半径小于史瓦西半径时，其内部无法保持一个稳定的结构而无限向内坍缩，最终变成一个密度趋于无限大的、连光都无法从中逃逸的引力奇点，所以说黑洞原本只是一个数学概念，只不过后来随着天文观测的不断开展，尤其是天体引力测量技术与射电望远镜的诞生，使天文学家发现了原来宇宙中真的存在这样一个神奇的、无法被直接观测的神秘天体：黑洞。

好了，讲完了黑洞的出处，接下来就要解释一下上面的问题：为何研究微观世界的量子力学会与相对论发生矛盾，首先来说：黑洞作为一种引力极大的宇宙天体，这本来是应该由广义相对论研究的对象，我们可以用广义相对论分析黑洞的引力场、引力周围的时空扭曲等等问题，但由于黑洞的一个特性，导致量子力学也有了可乘之机，由于黑洞无限坍缩，所以黑洞的体积趋于无限小，甚至比中子、质子这类的微观粒子都要小，既然黑洞的体积比微观粒子还要小，那么黑洞的某些微观特性就要使用量子力学去解释，可是黑洞又是一种引力巨大的天体，所以研究黑洞的宏观问题又少不了相对论，于是相对论与量子力学在黑洞这个问题上产生了激烈的、无法调和的矛盾，其问题的本质是支撑着物理学大厦的两大支柱竟然在其理论基础上就是根本无法相融的。

物理学家常说上帝是喜欢简单的，上帝不会制造很多复杂的理论去逐个解释某些领域的问题，相对论与量子力学无法相融使物理学家们认识到两个理论体系都是不完备的，所以物理学家们在20世纪中后期一直在寻找一种大统一理论去融合宏观与微观世界的矛盾，20世纪80年代的弦理论使物理学家们看到了希望的曙光，弦理论将宇宙中所有的能量、物质都归结于弦的震动，弦理论可以很好的解释宏观世界与微观世界，但是由于弦理论描述的十一维空间与弦过于抽象，所以导致目前的科技水平根本无法使用实验的方法去验证弦理论的正确性，无法被实验证明的科学就变成了哲学，使用哲学的手段去解释具体科学未免就显得太苍白无力了。

不过科学的发展永远是超乎人们想象的，就像100年前的科学家根本无法理解如今的人们竟然可以使用视频通话进行交流一样，相信在不久的将来，科学家们有能力使用实验的方法去验证弦理论，如果真的有那么一天，那将是物理学界又一次惊天动地的变革。