相對論是物理學中兩大著名理論之一，兩者都是阿爾伯特·愛因斯坦提出的。1905年愛因斯坦出版了狹義相對論，后者確定最終宇宙速度極限：光速。并稱時間因某物體移動的速度而實現加速或者減慢。

量子力學是非常小的領域——亞原子粒子中的主要物理學理論。該理論形成于20世紀早期，徹底改變了科學家對物質組成成分的觀點。在量子世界，粒子并非是臺球，而是嗡嗡跳躍的概率云，它們并不只存在一個位置，也不會從點A通過一條單一路徑到達點B。根據量子理論，粒子的行為常常像波，用于描述粒子行為的“波函數”預測一個粒子可能的特性，諸如它的位置和速度，而非實際的特性。物理學中有些怪異的想法，諸如糾纏和不確定性原理，就源于量子力學。

奇點是指時空開始無限彎曲的那一個點。科學家認為奇點存在于黑洞中央，一個奇點可能自宇宙大爆炸起宇宙如何開始的起點。比如，在黑洞內部，所有恒星的質量都在狹小的空間內壓縮，甚至可能成為一個單一的點。當代物理學理論認為這個點是無限密集，盡管科學家認為它是因廣義相對論和量子力學的不一致而導致物理學崩潰的產物。事實上，科學家懷疑奇點是非常密集，但并非無限密集。

德國物理學家海森堡1927年提出的不確定性原理是量子力學的產物。這項原則陳述了精確確定一個粒子，例如原子周圍的電子的位置和動量是有限制。這個不確定性來自兩個因素。首先測量某東西的行為將會不可避免地擾亂那個事物，從而改變它的狀態。其次，因為量子世界不是具體的，但基于概率，精確確定一個粒子狀態存在更深刻更根本的限制。

“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤于1935年提出的理想實驗的名字，它描述了量子力學的真相：粒子的某些特性無法確定，直到測量外力迫使它們選擇。整個實驗是這樣進行的：在一個盒子里有一只貓，以及少量放射性物質。在一小時內，大約有50%的概率放射性物質將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓，剩下50%的概率是放射性物質不會衰變而貓將活下來。

糾纏是關于量子力學理論最著名的預測。它描述了兩個粒子互相糾纏，即使相距遙遠距離，一個粒子的行為將會影響另一個的狀態。當其中一顆被操作（例如量子測量）而狀態發生變化，另一顆也會即刻發生相應的狀態變化。

阿爾伯特·愛因斯坦將量子糾纏稱為“鬼魅似的遠距作用”（spooky action at a distance）。但這并不僅僅是個詭異的預測，而是已經在實驗中獲得的現象，比如科學家通過向兩個處于室溫的糾纏的小鉆石發射激光（圖中綠色）。科學家希望未來能夠建造量子計算機，利用粒子糾纏進行超高速計算。

文章來源：搜狐新聞·算法與數學之美

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