综合引力与量子理论
广义的量子引力，是一种一起包含广义相对论和量子论原理的物理理论。这样的理论有望在所谓的普朗克规范上对时空的微观结构供给令人满意的描绘，在这个规范上，成分理论的一切基本常数c（真空中的光速）、ℏ（缩小的普朗克常数）和G（牛顿常数）一起构成质量、长度和时刻单位。
这个规范与现在的实验才能相去甚远，以至于依照规范路途对量子引力提案进行经历测试几乎是不或许的。
在大多数（尽管不是悉数）量子引力理论中，引力场自身也是量化的。由于今世引力理论，即广义相对论，将引力描绘为物质和能量对时空的曲率，引力的量化好像意味着时空几许的某种量化，量子时空。
由于一切现存的物理理论都依赖于经典（非量子）时空布景，这不只带来了极端的技能困难，并且对哲学家和物理学家来说也是深刻的办法论和本体论应战。尽管量子引力成为物理学家研讨的对象已近一个世纪，但哲学家们才刚刚开始研讨其哲学含义。
荷兰艺术家埃舍尔的优雅图形悖论遭到许多人的推重，尤其是哲学家、物理学家和数学家。
他的《上升和下降》著作，依托视错觉来描绘实际上是不或许的状况。其他著作在广义上是矛盾的，但并非不或许。
相对论描绘了物体的连接摆放，尽管在这种摆放中，重力以一种生疏的办法运作。(量子引力自身或许就像这样，一个不熟悉的但却连接的熟悉元素的摆放。
或者它或许更像 "上升 "和 "下降"，一个不或许的结构，在其部分细节上看起来是合理的，但在运用现在现有的修建材料时，却不能组合成一个连接的全体。
假如后者是真的，那么量子引力理论的构建或许需求彻底生疏的元素。无论终究结果怎么，现在的状况是一种改变，有许多竞争性的办法在争夺奖项。
相同重要的是要注意到，奖项并不总是相同的，弦理论家寻求一种一切四种彼此作用的统一理论，这种理论有才能解说诸如基本粒子的代数和其他以前无法解说的特性。
其他的办法则比较温文，只寻求使广义相对论与量子理论相一致，而不一定要征引其他的彼此作用。
量子引力问题对不同的研讨者来说或许意味着十分不同的东西，对一个小组来说构成或许的解决方案的东西对另一个小组来说或许不符合条件。
鉴于量子引力还没有作为一种有用的物理理论而存在，人们有理由质疑哲学家在这个阶段是否有必要参与。
哲学家的使命将与处理一个或多或少已确认的理论体系时面对的使命有些不同，比如经典牛顿力学、广义相对论或量子力学。在这种状况下，人们通常经过假设理论或理论结构的物理合理性来进行，并引出理论的本体论和或许的认识论结果，企图了解该理论告知咱们关于空间、时刻、物质、因果联系等的实质是什么。
量子引力理论被一系列技能和概念问题、疑问和问题所困扰，使它们在很大程度上不适合于这种解说办法。就弦理论而言，乃至没有一个真实的 "理论 "可言，仅仅有一些头绪指向许多人期望有一天会成为一个适用的、一致的物理理论。
对更广泛和更敞开的探究办法有兴趣的哲学家会发现许多东西值得考虑，并且彻底有或许未来的物理学哲学家会由于量子引力的特殊性质而面对十分不同风味的问题。
量子引力为物理学哲学家供给了一个独特的时机，使他们 "有很好的时机做出一些活跃的奉献，而不只仅是在哲学上分析物理学家已经树立的东西"。
这种心情已经得到了一些物理学家的响应，尤其是卡罗-罗维利(被称为环量子引力的办法的中心设计师)，他抱怨说，他期望哲学家不要把自己限制在 "谈论和抛光现在零星的物理理论，而是要冒险尝试向前看"。
这提出了一个重要的观点，尽管从哲学研讨的角度来看，咱们认为广义相对论和量子理论是 "不错的 "理论，但在一个十分实际的含义上，它们并不是故事的悉数，在极端的规范上会被打破。
引力与量子理论的相遇，将量子理论和引力谐和成某种办法的量子引力的困难来自于广义相对论（爱因斯坦的引力相对论）和量子场论（描绘其他三种力（电磁力和强、弱核彼此作用）的结构）表面上的不兼容。为什么会呈现不相容的状况。
广义相对论是由爱因斯坦方程描绘的，它恰当于对时空曲率的束缚（左手边的爱因斯坦张量），由于质量和其他办法的能量的存在，如电磁辐射（右手边的应力-能量-动量张量）。
在这样做的过程中，他们设法包含了传统的、牛顿式的引力现象，如两个或多个大质量物体的彼此招引，一起也预测了一些新的现象，如这些物体对光线的曲折和红移（已被观测到）以及引力辐射的存在。
直到最近，跟着对引力波的直接勘探，这当然仅仅经过双星脉冲星周期的削减而间接观测到的。
在广义相对论中，质量和能量是以朴实的经典办法处理的，这里的 "经典 "是指诸如各种场的强度和方向以及粒子的方位和速度等物理量具有确认的数值。这些量由张量场表示，即与每个时空点相关的（实数）数字集。
在某一点（x,t）的电磁场的应力、能量和动量Tab(x,t)，是该点的电场和磁场E和B的三个重量Ei, Ej, Ek, Bi, Bj, Bk的函数。这些量又经过爱因斯坦方程决定了时空 "曲率 "的一个方面，即一组数字Gab(x,t)，它又是时空公制的一个函数。
公制gab(x,t)是一组与每个点相关的数字，它给出了与相邻点的间隔。根据广义相对论的世界模型包含一个具有公制的时空流形，其曲率遭到物质散布的应力-能量-动量的限制。
一切的物理量，某一点的电场X重量的值，某一点的时空标量曲率，等等--都有确认的数值，由实数（相对于复数或虚数）给出。因而，在上述含义上，广义相对论是一种经典理论。
问题是，咱们关于物质和能量的基本理论，即经过电磁力和强、弱核力描绘各种粒子彼此作用的理论，都是量子理论。在量子理论中，这些物理量一般来说没有确认的数值。
在量子力学中，电子的方位能够以任意高的精度被指定，但价值是在描绘其动量时失去了特异性，因而失去了速度。一起，在被称为量子电动力学（QED）的电磁场量子理论中，与电子相关的电场和磁场也存在相关的不确认性。
物理量是由量子状况描绘的，它给出了许多不同数值的概率散布，一个特点（如方位、电场）的特异性增加（散布变窄）会引起其典型共轭特点（如动量、磁场）的特异性降低。这是海森堡不确认性原理的一个表达。
在量子引力的布景下，动摇的几许学被称为 "时空泡沫"。相同，假如人们把注意力会集在空间几许上，它就不会有清晰的轨迹。
从表面上看，广义相对论和量子理论之间的不相容性或许看起来恰当微乎其微。为什么不直接遵循QED的模式，将引力场量化，类似于电磁场被量化的办法。这或多或少是所走的路途，但它遇到了非凡的困难。
一些物理学家认为这些 "仅仅是 "技能上的困难，与引力彼此作用的非可归一性有关，以及随之而来的在一般量子场理论中被证明有用的微扰办法的失败。然而，这些技能问题与物理学家和哲学家都感兴趣的一系列艰巨的概念性困难密切相关。
概念上的困难基本上来自于引力彼此作用的性质，特别是引力和惯性质量的等价性，这使得人们能够把引力表示为时空自身的特点，而不是在（被迫）时空布景中传播的场。当人们企图对引力进行量化时，就会使时空的某些特点遭到量子动摇的影响。
在引力的经典量化中，人们别离并量化了作为方位和动量变量的几许量（大致是三维空间的内在和外在曲率）。鉴于不确认性原理和量子理论的概率性质，人们有一个触及空间几许学动摇的图景，就像QED中电场和磁场的动摇一样。
但是一般的量子理论预设了一个定义清晰的经典布景，在此根底上定义这些动摇，因而人们不只在给出量化程序的数学特征方面遇到了费事（怎么考虑有用时空结构中的这些动摇），并且在给出所发生的理论的概念和物理阐明方面也遇到了费事，假如人们成功的话。
一个动摇的规范好像意味着一个动摇的因果结构和事情的时空排序，在这种状况下，咱们怎么在量子理论中定义等时换算联系。
这个问题的概念性要求有一个概念性的解决方案。提倡"本体论的综合"。这种办法要求对量子引力的两个成分理论的本体论图景进行分析，以便能够正确评价它们的一致性。
本体论是指主要的、自主的结构，理论中的一切其他特点和联系都是由这些结构构建的。
对广义相对论和量子场论各自施加的本体论束缚进行恰当简略的检查，就会发现严重的严重联系，广义相对论抛弃了时空的固定运动结构，因而定位就变成了联系性的，但在量子场论中，固定的平坦布景是其本体论根底的一部分，理论的规范特征便是从这里衍生的。
正如咱们所看到的，量子场论触及点邻近的量子动摇，而广义相对论则触及运用润滑的点邻域。无论怎样，为了把这两个本体论的根底结合起来，有必要拆除其中的某一块修建。
解决这种严重联系的最好办法是把注意力会集在各自理论的那些必要的准则上。遍及耦合的引力特性是必不可少的，但他指出这并不要求连续性，因而能够保存前者而抛弃后者，而不使结构不一致，从而答应量子理论的剧烈动摇。
量子场论需求一个固定的布景，以便对量子场进行定位并树立因果结构。但他指出，一个关于定位的联系性阐明能够执行这样的功能，让场相对于彼此进行定位。
这样一来，人们就能够设想出一种衍射协变的量子场理论，即不触及对时空流形各点上定位的场的参考。由此发生的综合实体（一个剧烈动摇的、遍及耦合的量子引力场）将是引力的量子理论应该描绘的东西。
尽管这种办法表面上听起来很合理，但要在理论建设的建设性阶段真实付诸实践并不容易。
因果体办法旨在为量子引力理论供给一个结构，其主意是发展一个一般的办法主义，尊重广义相对论和量子理论的要害特征，广义相对论被他认为是动态的（非概率的）因果结构，而量子理论被他认为是概率的（非动态的）动力学。
因果体是一个实体，它编码了理论中一切能够核算的东西。这里的部分问题是，哈代的办法假定本体论准则在普朗克规范上成立。然而，彻底有或许这两种输入理论在更高的能量下溃散。
不只如此，树立他所建议的那种（物理上实际的）衍射不变的量子场理论的技能困难到现在为止被证明是一个不可逾越的应战。结构中缺少的一个要害方面是关于什么是可观测变量的概念。
它们有必要是有联系的，但这仍然使问题十分敞开。经过别离量子引力的恰当准则来获得发展的主意构成了一个特刊的根底。