科学探索|我们探索量子引力的方向错了吗?( 二 )
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盒子内,猫或活或死,取决于放射性粒子是否衰变 。如果猫是一个真正的量子系统,那么猫既不是活的也不是死的,而是处于两种状态的叠加状态,直至猫被观察到 。
所以我们的议程上有两项任务 。一个是让量子力学有意义 。另一个是修正量子力学理论,使其更优化,使其可以完善广义相对论 。所以,我认为这是一个完成的问题 。
广义相对论在一定程度上很好地涵盖了某些现象 。量子力学也在一定程度上很好地涵盖了某些现象 。他们都是不完整的 。高度不完整 。在实验层面,你必须使用一些想象力,但并不完全在普朗克尺度上 。有些实验涉及分钟或秒的时间尺度,我们没有明确的预测 。但是这场双重革命需要在广义相对论和量子力学两方面来完成,这就是关键所在:这是为了完成革命,因为我们生活在一个概念情境中,这与开普勒和伽利略所面临的情况非常相似,他们是同时代的人,都介于亚里士多德物理学和牛顿物理学之间 。他们对某些事情非常了解,但对其他事情却很困惑 。这就是我们现在的情况 。
采访人员:在量子方面,我听到很多人的论点,与你的观点相反 。量子物理学非常适合描述宇宙中的每一种量子现象,只要你不同时折叠量子引力效果 。如果我可以将时空视为经典或半经典背景,那么我可以做我的量子场论预测我应该做的所有事情,而不会出现任何错误或不确定性 。你对此怎么看?
斯莫林:亚里士多德研究的轨道和行星的位置在一千年内精确到千分之一 。这令人印象深刻的,但也是错误的 。你描述的那种愚蠢的理论……为什么有人会接受这么毫无野心的东西?当然,如果你加入足够多的警告和足够的近似值,你就可以让它发挥作用,我们接受的训练就是让我们这样去做 。其中也会产生一些美妙的东西,比如斯蒂芬·霍金对黑洞辐射的预测 。这是不错,但那是二十世纪七十年代的物理学;我们想永远做二十世纪七十年代的物理学吗?我确实像在有意引起争端,但是,你知道,我们必须唤醒这些人!
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测试量子非定域性的第三个方面实验示意图 。来自光源的纠缠光子被发送到两个快速的开关,将它们引导到偏振检测器 。开关可以非常迅速地更改设置,从而在光子飞行时有效地更改实验的探测器设置 。
采访人员:早在2003年,你与Fotini Markopoulou共同撰写了一篇论文,文中展示了量子引力的一般思想与量子物理学的基本非定域性之间的有趣联系 。现在,也许我应该为此问你一个设定问题:我们经常说量子物理学从根本上是一个非局域理论 。当我们谈论量子纠缠时,我们用它来解释这一点 。但批评者会说,没有任何信息比光从一个量子到另一个量子的传播速度更快 。这是否会在您的脑海中产生任何冲突?你会说量子力学基本上是非局域的吗?
斯莫林:量子力学从根本上说是非局域的,因此,理解量子力学需要在我们对空间是什么的理解上做出很大的修改 。而广义相对论需要我们对空间是什么的想法进行很大的修改 。因此,这些事情应该放在一起 。我们不应该试图忽视这一点做这些事情,然后又忽视这一点做那些事情,我们应该将它们一起解决,一步到位 。这就是我从19岁上大学开始就一直在努力做的事情 。
那篇论文,主要是Markopoulou的想法 。它非常巧妙地证明了空间可以是涌现的原则,因此时间可以是基本规律 。这就是她所相信的,她也说服了我,这就是我过去20年来一直在努力的方向 。时间和因果在底层,并且是基本规律,而空间是次要的、涌现的量,就像空气的压力或地球的温度一样 。这就是我们一直在努力做的事情,并且在此过程中我们取得了一些适度的成功 。
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