广义相对论认为引力是由于空间弯曲造成的，那说明引力和其他几种力性质截然不同，为什么要寻找引力子？

广义相对论描绘了一个引力与空间几何深刻交织的图景：质量和能量的存在会扭曲周围的时空，而物体之所以会“受”到引力，实际上是沿着时空中弯曲的“测地线”运动。这个理论无比成功地解释了从行星轨道到黑洞合并等一系列宏观现象。

然而，在描述宇宙的微观层面，粒子物理学却构建了另一套完整的理论框架——量子场论。量子场论认为，自然界的基本力（除了引力之外，还有电磁力、强核力、弱核力）都是通过交换特定种类的“力载子”粒子来传递的。例如，电磁力由光子传递，强核力由胶子传递。

正是这种“量子化”的思想，催生了寻找“引力子”的努力。虽然广义相对论在宏观尺度上运作得天衣无缝，但当我们将目光投向微观世界，尤其是试图理解黑洞视界附近或宇宙大爆炸初期那种极端强引力、小尺度的情况时，广义相对论的描述就遇到了麻烦。它无法与量子场论相协调，预测结果出现无穷大，这通常是理论失效的信号。

那么，为什么即使引力似乎是空间弯曲，我们仍然要坚持寻找引力子呢？这背后有几个关键原因：

1. 统一所有力的渴望： 物理学最深远的追求之一是找到一个能够统一描述所有基本相互作用的“万有理论”。目前，我们已经有了描述电磁力、强核力、弱核力的量子场论（即粒子物理标准模型）。自然而然地，人们会希望将引力也纳入这个量子化的框架中，与其它力“和平共处”。如果引力能够被量子化，并由一个特定的粒子（引力子）传递，那么它就和其他力在基本性质上具有了相似性，为统一理论铺平了道路。

2. 量子引力理论的必要性： 就像前面提到的，在极端条件下，广义相对论的连续时空概念与量子力学的离散（量子化）概念产生了冲突。要解释宇宙的起源（大爆炸）或者黑洞内部的奥秘，我们需要一个能够描述量子尺度下引力的理论——也就是量子引力理论。而量子场论中的力传递机制（粒子交换）是其核心组成部分。因此，一个完整的量子引力理论自然会预测引力子这种粒子的存在。

3. 解释黑洞与宇宙学中的微观现象： 尽管引力在日常生活中是宏观现象，但如果深入探究黑洞的视界，或者想象宇宙诞生之初的极短时间内，物质和能量的密度达到了量子力学需要考虑的程度。在这些情况下，单纯的广义相对论可能不足以提供完整的解释。例如，关于黑洞蒸发（霍金辐射）的理论，就涉及到引力与量子效应的混合。而引力子，作为引力的量子载体，在这个过程中扮演着至关重要的角色。

4. 从“如何”到“是什么”的转变： 广义相对论告诉我们“引力是如何发生的”（空间弯曲），但它并没有明确说明“引力是什么”（传递机制）。就像我们知道电磁场会影响带电粒子，但更深入的理解是电磁力通过光子传递。寻找引力子，就是试图揭示引力力的“本质”，将其归结为一种基本粒子的相互作用。

引力子本身的特性预测：

如果引力子存在，它将具有一些非常独特的性质，这与其他力载子有很大不同：

零质量： 和光子一样，引力子被预测为零质量粒子。这解释了为什么引力能够传播到无限远。
自旋2： 这是引力子最与众不同的地方。光子是自旋1粒子，强核力、弱核力的载体也是自旋1粒子。自旋2的性质与广义相对论中的张量（描述时空曲率）数学形式紧密相关。
不带电，不带色荷等： 引力子只与质量/能量相互作用，不受其他荷的影响。

挑战与前景：

寻找引力子之所以如此困难，是因为引力本身的极端微弱。相比于其他三种基本力，引力在粒子层面上的相互作用力要小得多。这意味着要探测到引力子，需要极其精密的仪器和极高的能量，这远远超出了目前粒子加速器的能力范围。

因此，目前对引力子的寻找更多地是在理论层面进行的探索，例如通过发展弦理论、圈量子引力等量子引力理论。这些理论都在尝试在数学上构建一个能够包含引力子的框架。

总而言之，虽然广义相对论以时空弯曲的独特方式描述了引力，但这并不意味着引力在微观层面就不需要量子化的描述。寻找引力子，是物理学界试图将引力纳入量子力学框架，实现对自然界基本作用力统一理解的必然尝试，更是我们深入洞察宇宙最极端奥秘的关键一步。它代表了我们对“力”这一概念在最基础层面的认知追求。

网友意见

引力场作为时空弯曲效应，或者说作为时空度规，并不意味着它不需要被量子化。只要广义相对论与量子理论冲突，当前的理论在某些问题上不自洽，一个量子化的引力理论就是必须要存在的。一方面，广义相对论有奇点定理，这种非现实的无穷大可能需要被量子效应剔除。另一方面，只包含物质的量子场论面对普朗克能标以上的物理也是无能为力。这是两个最直接的动机，更多可以看王一老师的这篇回答，介绍得很完备：

另外，在可预见的将来还是有希望探测到量子引力效应的。比如原初引力波，它起源于引力场的量子扰动，虽然只是弱场的量子效应，但蚊子肉也是肉。如果原初引力波的特征参数张标比在0.001数量级的话，那么有希望在十年内探测到它。更多内容可以看这篇回答：

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