>越来越小的距离尺度揭示了更基本的自然观，这意味着如果我们能够理解和描述最小的尺度，我们就可以建立对最大尺度的理解的方式。我们不知道“空间块”的大小是否有下限。 （PERIMETER学院）
我们可能生活在量子宇宙中，但是如果空间是离散的，我们将违反相对论。
如果您尝试将物质分成越来越小的块，最终您将得出我们所知的基本粒子：无法进一步分解的粒子。 标准模型的粒子-夸克，带电荷的轻子，中微子，玻色子及其反粒子对等物-是不可分割的实体，占了我们宇宙中每个直接测量的粒子。 它们不仅在本质上是量子的，而且是离散的。
如果采用由物质组成的任何系统，则可以从字面上计算系统中量子粒子的数量，并且总是得到相同的答案。 但是，据我们所知，这些粒子所占据的空间并不正确。 从观察和实验上看，没有证据表明宇宙中的'最小'长度尺度，但存在更大的理论异议。 如果空间是离散的，则相对论是错误的。 这就是为什么。
我们在宇宙中与之互动的物体范围从非常大的宇宙尺度降至约10 ^ -19米，并由LHC创下了最新记录。无论是大爆炸所达到的尺度，还是普朗克尺度（大约10 ^ -35米），在尺寸（大小）和能量（能量）上都有很长的路要走。 （新南威尔士大学/物理学院）
正如您可以通过将事物分成较小的块直到得到不可分割的东西来了解事物的本质一样，您可能会暗示可以对空间做同样的事情。 也许有一个最小的比例尺，您最终可能会达到无法进一步划分的程度：最小的比例尺上的最小空间单位。
如果是这样的话，我们对连续宇宙的概念只是一个幻想。 相反，粒子会从一个离散的位置跳到另一个位置，也许也可能是在离散的时间段内。 光速将是发生这些跳跃的宇宙速度极限：在给定的时间内，您运动的速度不能超过一个单位的空间。 他们似乎没有在空间和时间上自由地从一个位置和一个时刻流向另一个位置，而是仅仅在我们能够感知的巨大的，多次跳跃的尺度上移动。
如今，Feynman图用于计算跨越强，弱和电磁力的每个基本相互作用，包括在高能和低温/冷凝条件下。粒子和场都在量子场论中进行了量化，β衰减进行得很好，没有最小长度尺度。也许引力的量子理论将消除所有量子计算中对最小长度标尺的需求。 （DE CARVALHO，VANUILDO S. ET AL。NUCL.PHYS。B875（2013）738–756）
今天，我们有两个独立的理论来控制宇宙的工作方式：控制电磁力和核力的量子物理学和控制引力的广义相对论。 尽管我们完全期望应该有一个关于引力的量子理论，但是如果我们曾经希望回答诸如'电子通过双缝隙时电子的引力场会发生什么？'之类的问题，那一定是必须的。 -我们不知道它是什么样子。
但是，经常浮出水面的一种可能性是，引力的量子理论可能会导致空间和时间的离散结构，这种方法需要像'环量子引力'那样。 但是，将空间和/或时间分解为有限的不可分割的块的概念并不是从那里开始的。 这个想法最早出现于一个世纪前，海森堡在量子宇宙本身的概念中找到了起源。
在量子水平上位置和动量之间固有的不确定性之间的图示。同时测量这两个量的能力有一个极限，因为将这两个不确定性相乘可以得出一个必须大于某个有限量的值。如果更准确地知道一个，则本质上不太可能以任何有意义的精确度来知道另一个。 （E. SIEGEL / WIKIMEDIA COMMONS USER MASCHEN）
海森堡以不确定性原理而闻名，不确定性原理是您可以同时精确地测量和了解系统的两个不同属性的基本限制。 例如，这些基本限制适用于：
· 位置和动量
· 精力和时间，
· 和两个垂直方向上的角动量。
但是海森堡还证明，当我们试图将单个粒子的量子理论提升为完全量子场论时，我们执行的某些概率计算会给出无意义的答案，例如某些结果的'无限'或'负'概率。 （请记住，所有概率必须始终在0和1之间。）
正是在这里，他才有了出色的表现：如果您假设空间不是连续的，而是固有的最小距离尺度，这些无限性便消失了。
如果将粒子限制在一个空间中，并尝试测量其性质，将有与普朗克常数和盒子大小成比例的量子效应。如果盒子非常小，低于一定的长度比例，则无法计算这些属性。(ANDY NGUYEN / UT-MEDICAL SCHOOL AT HOUSTON)
这就是物理学家所说的'可重归一化'与'不可重归一化'之间的区别，在'重归一化'中，您可以使所有可能结果的概率总计为1，而没有任何单个结果的概率不在0-1范围内。 这给了你禁止的废话答案。 利用可重归一化的理论，我们可以明智地计算事物，并获得有意义的物理答案。
但是现在我们遇到了一个问题：相对性原理。 简而言之，它说宇宙所遵循的规则对于每个人都应该是相同的，无论它们在何处（在空间中），何时（在时间上）或相对于任何其他事物移动有多快。 该语句的位置和时间没有问题，但是'您移动的速度'部分是问题开始的地方。
如果一个理论不是相对论不变的，那么不同的参照系，包括不同的位置和运动，就会看到不同的物理定律（并且在现实中会不一致）。我们在“加速”或速度变换下具有对称性这一事实告诉我们，我们有一个守恒的量：线性动量。理论在任何形式的坐标或速度变换下都不变的事实被称为洛伦兹不变性，任何洛伦兹不变对称性都可以保持CPT对称性。但是，可能会分别违反C，P和T（以及CP，CT和PT的组合）(WIKIMEDIA COMMONS USER KREA)
在爱因斯坦的相对论中，一个相对于另一个观察者移动的观察者，似乎被压缩了长度，并且似乎时钟运转缓慢。 这些现象被称为长度收缩和时间膨胀，甚至在爱因斯坦之前就已知道，并且已经在各种条件下以极高的精度进行了实验验证。 所有观察者都同意：物理定律对于每个人都是相同的，无论您的位置，速度或在宇宙历史中何时进行测量。
但是，如果宇宙有最小的长度尺度，那么该原理就会成为现实，并导致两件事的悖论：每件事必须是正确的，但不能一起是真实的。
对于以不同相对速度移动的观察者来说，“光钟”的运行方式似乎有所不同，但这是由于光速的恒定性所致。爱因斯坦的狭义相对论定律这些时间和距离的转换是如何在不同的观察者之间发生的。如果在一个参考框架中有一个基本长度标尺，则在另一个参考框架中的观察者将测量该基本标尺以具有不同的收缩长度。 (JOHN D. NORTON, VIA HTTP://WWW.PITT.EDU/~JDNORTON/TEACHING/HPS_0410/CHAPTERS/SPECIAL_RELATIVITY_CLOCKS_RODS/)
想象一下，有一个静止的人的最小长度刻度。 现在，其他人出现并开始接近光速。 根据相对论，他们要看的那段长度必须收缩：它的长度必须小于休息时的长度。
但是，如果有一个基本的最小长度标尺，则每个观察者都应该看到相同的最小长度。 所有观察者的物理定律都必须相同，这意味着每个人，无论他们移动多快。
这是一个巨大的问题，因为如果确实存在一个基本的长度标尺，那么以彼此不同的速度移动的不同观察者将观察到该长度标尺彼此不同。 如果说控制宇宙的基本长度对每个人来说都不相同，那么物理学定律也不是一样。
我们可以想象有一个适用于我们相同规则的镜像宇宙。如果上图所示的大红色粒子是一个方向，其动量在一个方向上定向，并且它通过强，电磁或弱相互作用而衰减（白色指示剂），则当它们运动时会产生“女儿”粒子，即与其反粒子的镜像过程相同，其动量反转（即，时间向后移动）。如果在所有三个（C，P和T）对称性下的镜面反射的行为都与我们宇宙中的粒子相同，则CPT对称性是守恒的。(CERN)
这对理论和实验都是一个挑战。 从理论上讲，如果每个人的物理定律都不相同，那么相对论就不再有效。 CPT定理指出，我们宇宙中的每个系统都与我们拥有相同系统的系统相同
· 用反粒子替换所有粒子（翻转为C对称），
· 通过一个点反射每个粒子（翻转P对称性），
· 并反转了每个粒子的动量（翻转了T对称性），
现在无效。 洛伦兹不变性的概念（所有观察者都看到相同的物理定律）也必须走出窗外。 在广义相对论和标准模型中，这些对称性都是完美的。 如果说宇宙有一个基本的长度尺度，那么从某种意义上说，其中一个或两个都是错误的。
CPT不变性最严格的测试已在介子，轻子和重子状粒子上进行。从这些不同的通道中，已证明CPT对称性在所有这些通道中的精度都优于十亿分之一（十分之一），而介子通道的精确度在10¹⁸中接近1。(GERALD GABRIELSE / GABRIELSE RESEARCH GROUP)
在实验上，对所有这些违规行为都有极其严格的约束。 粒子物理学家已经在广泛的实验条件下研究了物质及其反物质对应物的性质，从而获得了稳定，长寿命和短寿命的粒子。 事实证明，CPT具有良好的对称性，质子和反质子的百分数超过100亿分之一，电子和正电子的质子超过5,000亿分之一，而钾和反质子超过500千亿分之一。
同时，从天体物理约束到能量超过1000亿个GeV，或大强子对撞机达到的能量的1000万倍，洛伦兹不变性被认为是一个很好的对称性。 就在上个月发表的一篇有争议但引人入胜的论文将洛伦兹不变性违规问题的能量限制在了普朗克规模之外。 如果这些对称性被破坏，则证据甚至还没有显示出任何迹象。
量子引力试图将爱因斯坦的相对论与量子力学相结合。对经典引力的量子校正显示为回路图，如此处白色所示。如果将“标准模型”扩展为包括重力，则描述CPT的对称性（洛伦兹对称性）可能仅成为近似对称性，从而可能会引起冲突。然而，到目前为止，还没有观察到这样的实验违规。(SLAC NATIONAL ACCELERATOR LAB)
在广义相对论中，物质和能量决定了时空的曲率，而时空曲率则决定了物质和能量在其中的运动方式。 在广义相对论和量子场论中，物理定律在任何地方和每个人都是相同的，而不管它们在宇宙中的运动如何。 但是，如果空间从根本上具有最小的长度尺度，则存在诸如优选的参考系之类的问题，并且相对于该参考系运动的观察者将服从与该优选的参考系不同的物理学定律。
这并不意味着重力并不是天生的量子。 在量子宇宙中，空间和时间可以是连续的，也可以是离散的。 但这意味着，如果宇宙确实具有基本的长度尺度，那么CPT定理，洛伦兹不变性和相对论都必定是错误的。 可能是这样，但是如果没有证据支持，基本长度标度的想法充其量仍将是推测性的。
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