大胆的新理论寻求统一爱因斯坦的相对论和量子力学

宝贝醒醒吧，新的万物理论刚刚诞生！

这一新理论挑战了先前领先的大统一理论候选者。

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一个多世纪前，提出了两种理论来解释所有的现实：量子力学和广义相对论。两者都经过了数十年的完善和改进，并经过了广泛的测试。它们是可靠的理论。但归根结底，单独使用它们并不能解释一切——而且它们组合在一起似乎也不起作用。几十年来，物理学家一直在研究大统一理论，并提出了两个主要候选理论：弦理论和量子环引力。现在，一组研究人员提出了一种新方法。

经过五年的测试和解决，这个新想法现已被提出。他们称之为“经典引力的后量子理论”。这个名字当然不如其他两个竞争者那么吸引人，但还有另一个主要区别。这个新理论中的时空不是量子化的。

为了弥合相对论和量子力学之间的差距，人们假设时空最终是由离散的台阶组成的，比我们可以测量的任何东西都要小得多，但仍然是离散的。在这个理论中，量子力学发生了变化，一旦达到足够高的精度，这种经典时空就会导致可预测性的崩溃。

“量子理论和爱因斯坦的广义相对论在数学上是互不相容的，因此了解如何解决这一矛盾非常重要。时空应该被量子化，还是我们应该修改量子理论，或者完全是别的什么？现在我们有了伦敦大学学院的乔纳森·奥本海姆教授在一份声明中表示：“时空不会被量子化，这是一个一致的基本理论，但谁也说不准。”

人们预计时空会存在能量波动，粒子和反粒子会在能量波动中出现，然后消失。在经典引力的后量子理论中，这些波动与量子化的时空图景相比更加剧烈。好消息是波动带来了检验理论的方法。

在《自然通讯》上发表的第二篇论文中，该团队强调了如何测试该理论。通过高精度测量物体的质量和重量，他们应该能够判断时空是否是经典的。这种波动会随着时间的推移改变测量到的重量，如果没有看到这些微小的变化，那么经典引力的后量子理论就可以被排除。

“我们已经证明，如果时空不具有量子性质，那么时空曲率必然存在随机波动，这种波动具有可以通过实验验证的特定特征，”合著者扎克·韦勒-戴维斯解释道。

“在量子引力和经典引力中，时空必须在我们周围经历剧烈和随机的波动，但其规模我们尚未能够检测到。但如果时空是经典的，波动必须大于一定的尺度，这个尺度可以通过另一个实验来确定，在这个实验中，我们测试可以将一个重原子放在两个不同位置的叠加状态多长时间。”

这不是我们明天就能测试的事情，但同样也不是几辈子就能测试的事情。一些研究人员估计它可以在二十年内进行测试。这很好，因为奥本海姆教授、卡洛·罗维利教授和杰夫·佩宁顿博士（后两位分别是量子环引力和弦理论的支持者）之间有一个赌注。他们以 5000 比 1 的赌注认为时空是量子化的。

介绍该理论的主要论文发表在《Physical Review X》上。