倫敦大學學院(UCL)物理學家今天同時發表的兩篇論文宣布了一種激進的理論，該理論始終統一重力和量子力學，同時保留了愛因斯坦的經典時空概念。

現代物理學建立在兩大支柱之上：一方面是量子理論，它控制著宇宙中最小的粒子;另一方面是愛因斯坦的廣義相對論，它通過時空的彎曲來解釋引力。但這兩種理論相互矛盾，一個多世紀以來一直難以達成和解。

普遍的假設 是愛因斯坦的引力理論必須被修改或“量子化”，以適應量子理論。這是量子引力理論的兩個主要候選者的方法：弦理論和圈量子引力。

但由喬納森·奧本海姆教授(倫敦大學學院物理與天文學)提出并在《物理評論 X》(PRX)的一篇新論文中提出的新理論挑戰了這一共識，并采取了另一種方法，表明時空可能是經典的——也就是說，根本不受量子理論的支配。

該理論——被稱為“經典引力的后量子理論”——不是修改時空，而是修改量子理論，并預測由時空本身介導的可預測性的內在崩潰。這會導致時空發生隨機劇烈的波動，其幅度比量子理論設想的要大，如果測量足夠精確，物體的表觀重量將變得不可預測。

由奧本海姆教授以前的博士生領導的第二篇論文同時發表在《自然通訊》 上，研究了 該理論的一些后果，并提出了一個實驗來測試它：非常精確地測量質量，看看它的重量是否出現波動。隨著時間的推移。

例如，法國國際計量局通常稱量1公斤的質量，這曾經是1公斤的標準。如果這 1 公斤質量的測量波動小于數學一致性所需的值，則可以排除該理論。

實驗的結果，或者其他證實時空的量子性質與經典性質的證據，是奧本海姆教授、卡洛·羅維利教授和杰夫·佩寧頓博士之間以 5000:1 的賠率打賭的主題，他們是量子環引力和量子環引力的主要支持者。分別為弦理論。[關聯]

在過去的五年里，倫敦大學學院的研究小組一直在對該理論進行壓力測試，并探索其后果。

奧本海姆教授說：“量子理論和愛因斯坦的廣義相對論在數學上是互不相容的，因此了解如何解決這一矛盾很重要。時空應該被量子化，還是我們應該修改量子理論，或者完全是另外一回事?現在我們有了一個一致的基本理論，其中時空不會被量子化，這是任何人的猜測。”

合著者扎克·韋勒-戴維斯(Zach Weller-Davies)是倫敦大學學院的博士生，他幫助制定了這項實驗提案，并為該理論本身做出了關鍵貢獻，他說：“這一發現挑戰了我們對引力基本性質的理解，但也提供了探索其引力的途徑。潛在的量子性質。

“我們已經證明，如果時空不具有量子性質，那么時空曲率必然存在隨機波動，這種波動具有可以通過實驗驗證的特定特征。

“在量子引力和經典引力中，時空在我們周圍一定正在經歷劇烈和隨機的波動，但其規模我們尚未能夠檢測到。但如果時空是經典的，波動必須大于一定的尺度，這個尺度可以通過另一個實驗來確定，在這個實驗中，我們測試可以將一個重原子置于兩個不同位置的疊加*中多長時間。”

共同作者卡洛·斯帕拉西亞里博士和芭芭拉·索達博士的分析和數值計算幫助指導了該項目，他們表示希望這些實驗能夠確定追求量子引力理論是否是正確的方法。

Šoda 博士(原倫敦大學學院物理與天文學系，現在加拿大周界理論物理研究所)說：“由于重力是通過空間和時間的彎曲而顯現出來的，所以我們可以從以下角度來思考這個問題：時間流動具有量子性質，或經典性質。

“測試這一點幾乎就像測試質量的重量是否恒定或以特定方式波動一樣簡單。”

倫敦大學學院物理與天文學系的斯帕拉西亞里博士說：“雖然實驗概念很簡單，但物體的稱重需要極其精確。

“但令我興奮的是，從非常普遍的假設開始，我們可以證明兩個可測量量之間的明確關系——時空漲落的規模，以及原子或蘋果等物體可以在兩個不同位置的量子疊加中放置多長時間。然后我們可以通過實驗確定這兩個量。”

韋勒-戴維斯補充道：“如果原子等量子粒子能夠彎曲經典時空，那么一定存在微妙的相互作用。原子的波動性與時空隨機漲落需要多大之間必須存在根本性的權衡。”

通過尋找質量的隨機波動來測試時空是否是經典的提議與另一個實驗提議相補充，該提議旨在通過尋找所謂的“引力介導的糾纏”來驗證時空的量子性質。

蘇加托·玻色(Sougato Bose)教授(倫敦大學學院物理與天文學)并未參與今天的宣布，但他是最早提出糾纏實驗的人之一，他說：“測試時空本質的實驗將需要大規模的努力，但它們從理解自然基本規律的角度來看，它們非常重要。我相信這些實驗是可以實現的——這些事情很難預測，但也許我們會在未來 20 年內知道答案。”

后量子理論的影響超出了引力。量子理論中臭名昭著且有問題的“測量假設”是不需要的，因為量子疊加必然通過它們與經典時空的相互作用來定位。

該理論的動機是奧本海姆教授試圖解決黑洞信息問題。根據標準量子理論，進入黑洞的物體應該以某種方式輻射出去，因為信息不會被破壞，但這違反了廣義相對論，廣義相對論說你永遠無法知道穿過黑洞事件視界的物體。由于可預測性的根本崩潰，新理論允許信息被破壞。