资料来源：中国科学院物理研究所
我们问了四位物理学家为什么重力在各种力中如此独特。从四个物理学家那里，我们得到了四个不同的答案。
物理学家仍在想为什么苹果会落后。
物理学家已经将自然界四种力中的三种：电磁力、强核力和弱核力映射到量子粒子的起源，但是第四种力：重力不同于其他三种力。
一个世纪前，阿尔伯特爱因斯坦建立了万有引力的框架，它告诉我们苹果从树上掉下来，行星绕着恒星转，因为它们沿着时空连续体中的曲线运行，这些曲线就是引力曲线。爱因斯坦认为重力是时空介质的一个特征，自然界中的其他力量在这一阶段也发挥了作用。
但是在黑洞中心附近或宇宙开始时，爱因斯坦的方程失败了。为了准确描述这些极端情况，物理学家需要一个更真实的引力图像，它必须在除极端情况之外的所有情况下都像爱因斯坦方程一样精确。
物理学家认为，像其他三种力一样，在这个更现实的理论中，重力必须有量子形式。早在20世纪30年代，研究人员就一直在寻找引力的量子理论。他们发现了一些可能的想法，特别是弦理论——，它认为重力和其他现象是由弦的微小振动引起的，但是到目前为止，这些仍然是猜测，还没有被完全理解。也许，找到一个有效的量子理论是当今物理学最崇高的目标。
是什么让重力如此独特？
这第四种力与之前的有量子特性的力有什么不同？
我们问了四个不同的量子引力研究者，得到了四个答案。
引力孕育奇点
伦敦帝国理工学院的理论物理学家克劳迪娅德拉姆研究了质量重力理论，该理论假设重力的量子单位是有质量的粒子。
爱因斯坦的广义相对论正确地描述了近30个数量级的重力行为：从亚毫米尺度到宇宙距离。在如此大的范围内，没有任何一种力能有如此高的精度。实验和观察之间的一致性已经达到如此高的水平，以至于广义相对论似乎提供了对重力的终极描述。然而，广义相对论的惊人之处在于它预测了自己的衰落。
广义相对论预言了黑洞和宇宙起源时的大爆炸。然而，这些地方的“奇点”，即时空曲率的无限神秘点，充当了广义相对论崩溃的信号旗帜。随着人们接近黑洞中心的奇点或大爆炸的奇点，广义相对论的预测不再正确。在这个时候，应该有一个更基本和更低层次的空间和时间的描述。如果我们能发现这个新的物理层，也许我们就能对空间和时间本身有新的理解。
如果重力是自然界中的其他任何一种力，我们可以通过更高能量和更小距离的实验来深入探索它。但是重力不同于普通的力。当试图揭示它的本质并将实验集中在某一点上时，实验装置本身就会塌缩成一个黑洞。
引力导致黑洞
丹尼尔哈洛是麻省理工学院的量子重力理论家，他以将量子信息理论应用于重力和黑洞的研究而闻名。
引力和量子力学难以结合的原因是黑洞。黑洞只能是重力的结果，因为重力是所有物质都能感受到的唯一力量。如果有任何一种没有重力的粒子，它可以用来从黑洞内部发送信息，所以黑洞实际上不会是黑色的。
所有物质都可能受到重力影响的事实限制了许多实验：无论你建造什么设备或用什么材料制成，它都不应该太重，否则它会在重力的作用下塌缩成一个黑洞。这种约束在日常生活中并不重要，但如果你想尝试建立一个实验来测量重力的量子力学性质，它就变得非常重要。
我们对自然界其他力量的理解是基于局部性原则。根据局部性原理，描述空间中每一点发生什么的变量——，例如电场强度——，可以独立地改变。此外，这些变量，我们称之为“自由度”，只能直接影响它们的近邻。局部性对于我们目前描述粒子及其相互作用的方式非常重要，因为它保留了因果关系。例如，如果马萨诸塞州剑桥的自由程度取决于旧金山的自由程度，我们也许能够利用这种依赖实现两个城市之间的即时通信，甚至将信息发送到过去，这可能违反因果关系。
一般来说，局部性假说已经得到了很好的验证，并且可以推测，它可以延伸到与量子重力相关的非常短的距离(这些距离非常小，因为重力比其他力弱得多)。为了确定这些短距离标尺的定位，我们需要设置一个测试装置，当距离很近时，它可以测量自由度是否独立。然而，一个简单的计算表明，即使是一个只避免量子涨落的装置，也会因为太重而坍塌成黑洞！因此，在这个规模上满足本地化是不可能的。因此，在这个长度尺度上，量子引力不需要服从局域性。
事实上，到目前为止，我们对黑洞的理解表明，任何量子引力理论的自由度应该比我们从其他力的经验中预期的自由度低得多。这个想法被纳入“全息原理”。粗略地说，空间区域的自由度与其表面积成正比，而不是与其体积成正比。
黑洞|维基引力无中生有
新泽西州普林斯顿高等研究所的量子重力理论家胡安马尔达塞纳，因发现重力和量子力学之间的全息关系而闻名。
粒子可以显示许多有趣和令人惊讶的现象。粒子可以自发产生，在远处的粒子之间会有纠缠，在多个位置会有叠加的粒子。
在量子引力中，时空本身以一种新颖的方式表达。我们不是创造粒子，而是创造宇宙。纠缠被认为在遥远的时空区域之间建立了联系，不同时空的宇宙可以有叠加态。
此外，从粒子物理学的角度来看，空间的真空是一个复杂的物体。我们可以想象许多被称为场的实体，它们相互重叠并延伸到整个空间。每个场的值在短距离内连续波动，真空从这些波动的场和它们的相互作用中出现。在这种真空状态下，粒子被视为干涉，我们可以把它们描述为真空结构中的小缺陷。
当我们考虑重力时，我们发现宇宙的膨胀似乎从虚无中产生了更多的真空物质。当空间被创造出来时，它只是对应于一个没有任何缺陷的真空。我们需要回答真空是如何出现的问题，以便获得黑洞和宇宙学的相同量子描述。在这两种情况下，都有一种时空拉伸，导致产生更多的真空物质。
引力不能被计算
凯斯宾大学的理论物理学家赛雷克雷莫尼从事弦理论、量子引力和宇宙学。
重力之所以特殊，有很多原因。集中在一个方面，爱因斯坦广义相对论的量子版本是“不可改造的”，它对高能的引力行为有很大的影响。
在量子理论中，当你试图计算高能粒子之间的散射和相互作用时，会有无限项。在重正化理论(包括除重力之外的所有自然力的理论)中，我们可以通过适当地增加其他量，即所谓的逆项，来严格地消除这些无穷大。这种重正化过程可以产生物理上与实验一致的答案，并且具有非常高的精度。
广义相对论量子版本的问题在于，描述高能引力子相互作用的计算——将有无限项。你需要在一个永无止境的过程中添加无数的反条件，重组就会失败。正因为如此，爱因斯坦广义相对论的量子版本不能很好地描述高能时的重力，而且重力的一些关键特征和组成部分肯定缺失了。
然而，在低能量的条件下，我们仍然可以用标准量子技术给出非常好的引力近似描述，这可以用于自然界中的其他相互作用。非常重要的是，这种对重力的近似描述会在某个能量尺度或某个长度以下失效。
在这个能量尺度下，或者在相关的长度尺度下，我们期望找到新的自由度和新的对称性。为了准确捕捉这些特征，我们需要一个新的理论框架。这就是弦理论或其他一些推论的来源：根据弦理论，在很短的距离内，我们可以看到引力子和其他粒子是延伸的物体，称为弦。研究这种可能性可以为我们提供关于引力量子行为的宝贵经验。
