量子引力是指将引力与量子力学相结合的理论，旨在描述引力的量子行为。引力是描述物质之间相互吸引的基本相互作用，由爱因斯坦的广义相对论给出了经典的描述。然而，引力的量子性质在广义相对论框架下尚未得到完整的解释，从而引发了量子引力理论的探索。
引力的量子化是物理学中的一大难题，因为它需要将引力与量子力学的原则相统一。量子力学描述微观粒子的行为，而引力作用范围广泛，包括宏观和微观尺度。量子引力理论的目标是描述引力在微观尺度下的行为，包括引力的量子粒子（引力子）的交换、引力的量子涨落等现象。
目前，物理学界尚未找到一个完整且广泛接受的量子引力理论。有几种备受关注的理论候选，包括弦理论、循环量子重力理论、非局域量子场论等。这些理论试图通过不同的方法将引力与量子力学相结合，以解释引力的量子行为。
弦理论是最为人知的量子引力理论候选之一，它将基本粒子描述为维度极小的弦状物体，且其中引力是通过闭合弦的振动来传播。弦理论试图统一引力与其他基本相互作用，并提供了一种描述引力量子行为的框架。
圈量子引力论，或称循环量子重力理论，是另一种量子引力的研究方向，它将空间和时间视为基本的离散结构，通过循环算符描述了时空的演化。这种理论试图通过离散化时空来解决引力的量子化问题。
非局域量子场论是一种尝试，通过引入非局域性来解决引力的量子化问题。这种理论假设量子力学中的非局域性可以用于描述引力的行为，并尝试将引力与量子力学的非局域性相结合。
上述量子引力理论的最大挑战之一，在于它们的数学计算的复杂性：这些理论的数学形式和计算方法非常复杂，涉及到高度抽象的数学概念和技术。理解和操纵这些理论需要非常深入的数学和物理知识。同时由于理论的复杂性，我们尚未能够从理论中与计算机模拟中得出任何较令人满意的答案。
除了上述的量子引力理论，科学家们最近开发出了一种新型的量子引力理论，称为“因果动力学三角测量”（Causal dynamical triangulation，简称：CDT）的量子引力理论。
该理论最早由荷兰拉德堡德奈梅亨大学数学、天体物理学和粒子物理学研究所的理论物理学教授雷纳特·洛尔（Renate Loll）等人在1997年提出。它通过将时空视为由简单的三角形组成的离散结构，将时空几何分割成离散的小区域。每个小区域都有一个固定的时间方向，即所谓的“因果”性质，这是该理论的重要特征。
该理论的基本假设是，时空的几何结构可以通过这些三角形和它们的连接方式来描述。这些三角形表示时空中的局部空间，它们通过共享边和顶点相互连接。这样的离散化方法允许对时空的量子涨落进行精确计算。
该理论通过定义在离散时空中的路径积分来描述量子引力。路径积分是一种数学工具，用于计算量子系统的概率振幅。通过对所有可能的离散时空几何进行求和，路径积分可以给出相应时空结构的概率分布。
该理论的研究主要关注于理解离散时空结构的演化和性质。研究人员使用数值模拟和计算方法，探索不同的三角剖分方式和规则，并研究时空结构的性质，例如维度、拓扑性质和曲率。
该理论现在量子引力研究领域取得了一些重要进展，越来越得到学界的广泛注意。这种量子引力的数字化探索，据称将过去停滞不前的量子引力理论向前推进了一步，同时将未完备的量子场论向前推进了一步。量子场论是一种物理学理论，用于描述微观世界中基本粒子的行为和相互作用。它结合了量子力学和场论的概念，是粒子物理学中最重要的理论之一。但是量子场论在如引力的量子化、量子场论的发散问题、规范对称性和自洽性问题等重要问题上未能达到完备的答案。
该理论的目标是解决量子引力的关键问题，如引力的量子发散问题和时空奇点（如黑洞内部）的描述。它提供了一种描述时空几何量子涨落的方法，并试图揭示在微观尺度下时空的量子行为。
该理论的重要之点在于从广义相对论的经典场理论出发。有四维的东西：三个空间加一个时间。在此基础上进行所谓的“因果动态三角剖分”：因果指的是将一个因果结构放入其中，一个时间流。 因果结构是存在于最微观的层面上。动态意味着在写下并求解路径积分时关注几何的动态特性，因为路径积分是一种方式，采取弯曲时空的量子叠加。需要了解如何描述这些时空。三角测量表示做了什么让这些空间或时空可以计算。在它们上面放了一个三角形网格。三角形以一种非常有效的方式探索弯曲的空间。采用这些基本成分，告诉计算机该做什么。提出正确的问题，从而取得非常有趣的结果。
该理论的突破是：描述出来一个宇宙有一个不平凡的形状，但相对容易了解，看到的宇宙的整体形状有一种斑点形状。可以及时监控，可以看到它，从一个点开始。然后空间宇宙增长。然后在以后的时间里，它倒塌回到一个点。 所以能够证明这个量子空间的行为，以及它在计算中根据规则，生成了足够大尺度的“因果动态三角剖分”的四维对象。这是以前从未有过的。
因此，该量子引力理论被认为可以进一步地了解我们能否预测极早期的宇宙应该是什么样子？这是一项非常有趣的工作，就像实验家的工作一样，梳理出这些属性。量子引力是如此丰富，有如此多的事情可能发生，而科学家目前只是触及了所有可能发生的事情的表面。所以这只是一个开始，这可能是一个非常有趣且不平凡的故事，量子引力理论可能会走向一个新的方向。
这是一种优雅的理论，通过计算机模拟量子引力时产生了令人惊讶的发现。这一量子引力的数字探索理论可能有一天会导致对时空结构如何形成的新见解。
来自：量子认知返回搜狐，查看更多
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