弦理论的主要区别(main difference string theory) vs. 环量子引力(loop quantum gravity)

弦理论和量子环引力是量子引力的两种理论。但这是两种不同的方法。弦论是一种理论上的尝试，以统一所有四个基本的相互作用。环量子引力并不试图统一基本的相互作用。这只是量子引力的理论。弦论从量子理论的基本方面开始。而环量子引力则依赖于广义相对论和量子化引力场。弦理论适用于高维时空。但是，环量子引力并不需要更高的维度。这是弦理论和环量子引力的主要区别。尽管这两种理论都试图对量子引力理论进行建模，但它们在理论上却大相径庭。本文试图解释这两种理论的基本方面以及它们之间的区别。

什么是弦理论(string theory)？

弦论是一种将所有四种基本相互作用统一为一个统一理论的理论尝试。一些弦理论，如超弦理论和M理论，目前正在发展。弦理论是在量子理论相同的基本假设基础上发展起来的。弦理论起源于量子理论。量子理论是除重力外所有基本相互作用的结合。因此，它们基于三种基本的相互作用。最终，弦论成为所有四种基本相互作用的统一体。因此，弦理论被认为是量子引力理论。

然而，在弦理论中，基本粒子物理学中假设的点状零维粒子被一维弦状物体所取代。这些弦可以振动和拉伸。它们是物质的量子构造块。

在弦理论中，超对称性的概念是包含费米子的必要条件。根据超对称性的概念，所有费米子都必须有一个超伙伴玻色子。因此，超对称性是一个概念中介，它将玻色子（力载体）和费米子（物质粒子）联系起来。使用超对称概念的弦理论被称为超弦理论。通常，弦理论需要四个以上的维度。在超弦理论中，时空被认为是十维的。在M理论中，时空被认为是11维的。

基本上，弦理论是根据理论中假设的弦的类型来分类的。有两种类型的字符串循环：可以拆分为开放字符串循环的闭合字符串循环和不能拆分为开放字符串的闭合字符串循环。弦的大小被认为是普朗克长度或10-35米左右。所以，如果字符串真的存在，用目前的技术很难检测出来。

弦理论被认为是量子引力理论的一个很有前途的候选者，是自然界所有四种基本相互作用的统一。

Open string and Closed string

什么是环量子引力(loop quantum gravity)？

环量子引力也是一种量子引力理论。与弦理论不同，环量子引力并不试图统一基本的相互作用。循环量子引力只是从广义相对论中发展出一种引力理论。它主要依赖于广义相对论，对引力场进行量子化。与弦理论主要关注物质的量子性质不同，环量子引力主要关注时空和引力的量子性质。

环中时空量子引力被看作是一个环结构。因此，空间在其原始尺度上不是平滑的，而是颗粒状的。也就是说，时空是离散的，是量子化的。在数学上，时空是一个自旋网络，其中的量子态代表了时空的不同量子态。时空结构的基本尺寸是普朗克长度尺度（10-35米），这是物理学上最短的距离。

在量子环引力中，大爆炸时出现的无限奇点被大的反弹所取代。因此，该理论有助于研究宇宙大爆炸之外的宇宙。此外，该理论还预测了黑洞的熵。

弦理论(string theory)和环量子引力(loop quantum gravity)的区别

基本相互作用的统一：

弦论：它是四种基本相互作用的统一。

循环量子引力：它不试图统一基本的相互作用。这是一个量子力学理论的引力和时空。

超对称性：

弦论：这是一个非常重要的方面，以联系费米子和玻色子。

环量子引力：它不需要超对称性。

违反洛伦兹不变量：

弦论：它不违背洛伦兹不变量。

循环量子引力：它违反了洛伦兹不变量。

尺寸：

弦论：弦论需要比4更高的维度。

环量子引力：环量子引力不需要更高的维度。

方法：

弦论：它接近量子引力，假设量子理论的主要方面。

Loop quantum gravity: It approaches quantum gravity, assuming main aspects of general relativity.

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“Open and Closed strings” by Xoneca – Own work (Public Domain) via Comm*** Wikimedia

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