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狂野的新论文称“量子引力”可能来自全息宇宙
在他生命的最后几十年里，阿尔伯特爱因斯坦希望将他对引力的描述与现有的电磁模型结合在一个单一的主理论下。
直到今天，这一 探索 仍然困扰着理论物理学家。
我们最好的两个现实模型——爱因斯坦的广义相对论和量子力学定律——就像油和水一样互不相容。
无论这两者的组合是什么样子，它几乎肯定会为宇宙揭示基础，这与我们所能想象的任何东西完全不同。
一项新发表的数学发现描述了引力在所谓的宇宙“全息”模型中的出现；它是由瑞典查尔姆斯理工大学和美国麻省理工学院的一组研究人员发现的。
虽然听起来很奇怪，但它是我们开始寻找对空间、时间和物质如何从更深层次的规律中产生的完整理解的最佳起点。
“当我们寻求物理学问题的答案时，我们也经常会在数学上获得新发现，”查尔姆斯大学数学家丹尼尔·佩尔森说。
“这种相互作用在寻找量子引力的过程中尤为突出——在这种情况下进行实验非常困难。
” 尽管量子物理学和广义相对论能够以惊人的精度预测从电子跃迁到黑洞碰撞等一切事物的行为，但它们却源于两个截然不同的思想体系。
量子宇宙是块状的，但近距离观察时却是朦胧的，就像当你将脸贴在屏幕上时像素会模糊成混乱的颜色。
广义相对论依赖于空间和时间的无缝连续体，即使在最小的尺度上观察，它也会以明确的信念响应质量而弯曲。
我们还可以使用其他隐喻来描述宇宙如何运行，每个隐喻都有自己的数学框架，每个隐喻都比上一个更晦涩难懂。
有些涉及添加隐藏在令人费解的几何形状中的看不见的尺寸。
研究人员在这里使用的全息原理是一个奇怪的例子，它涉及 去除 维度。
你可以这样想：所有关于粒子如何推拉在一起的信息都被编码在更类似于平面的东西上，而不是我们认为我们生活的 3D 空间，这与你观察时出现的深度感没有什么不同。
扁平的全息贴纸。
以这种方式思考物理学是有充分理由的。
嵌入 4D 时空中的量子版本的引力很快变得极其复杂和不可行。
如果我们的时空在自身上弯曲得足够远以形成一种圆柱体，它必然有一个“平坦”的边界。
碰巧的是，那些笨拙的量子引力理论在这个边界上会有相应的理论，这些理论更容易处理。
这篇新论文有效地混合了控制粒子及其波的不同模型，以及它们如何在全息环境中的场中变换，以作为这些相互作用的自然结果的重力的数学等价物。
“挑战在于描述重力是如何作为一种‘涌现’现象产生的。
就像日常现象——例如液体的流动——是从单个液滴的混沌运动中出现的一样，我们想描述重力是如何从量子力学系统中出现的。
在微观层面上，”同样是查尔姆斯大学的数学家罗伯特·伯曼说。
作为奖励，这项新工作还可以为解释其他大规模现象指明道路，例如我们目前称为暗能量的宇宙膨胀燃料。
尽管数学可能很优雅，但理论家们可以奢侈地用警告和假设来填充他们的工作，以便找到有趣的新模式。
例如， 我们的宇宙是否弯曲到足以拥有全息原理所需的边界，这本身就是一个悬而未决的问题，少数宇宙学家对此深信不疑。
尽管如此，当你试图解决一个连爱因斯坦都无法解决的问题时，从难以想象的事情开始并不是一个糟糕的方法。
量子力学有哪些前景？
量子力学是描写微观物质的一个物理学理论，与相对论一起被认为是现代物理学的两大基本支柱，许多物理学理论和科学如原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学以及其它相关的学科都是以量子力学为基础所进行的。
19世纪末，经典力学和经典电动力学在描述微观系统时的不足越来越明显。
量子力学是在20世纪初由马克斯·普朗克、尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡、埃尔温·薛定谔、沃尔夫冈·泡利、路易·德布罗意、马克斯·玻恩、恩里科·费米、保罗·狄拉克、阿尔伯特·爱因斯坦 康普顿等一大批物理学家共同创立的。
通过量子力学的发展人们对物质的结构以及其相互作用的见解被革命化地改变。
通过量子力学许多现象才得以真正地被解释，新的、无法直觉想象出来的现象被预言，但是这些现象可以通过量子力学被精确地计算出来，而且后来也获得了非常精确的实验证明。
除通过广义相对论描写的引力外，至今所有其它物理基本相互作用均可以在量子力学的框架内描写（量子场论）。
2012年在欧洲核子研究中心发现了有关希格斯色子（上帝粒子 赋予其他粒子质量）存在的证据，这是量子力学最新的进展。
量子引力梯度仪面世，让人类快捷探索地下世界
科学家新发明了一种量子测绘仪器。
以前对地下隐蔽结构的测绘大约需要一个月才能完成，用这种新技术只需几天就能完成，实现了测绘技术的突破。
量子理论相关技术用于洞察微观世界，有着传统物理理论无法比拟的优越性。
但是，很多量子相关的技术目前只能在实验室内展示它们的威力。
英国伯明翰大学（University of Birmingham）的研究组发明的量子引力梯度计，是量子技术走出实验室、在现实世界中一项了不起的应用。
这项技术利用各种物体对周围环境产生的微小引力的差异，测绘地下结构。
项目组成功地探测出一条埋在地下一米深处的隧道。
研究称这项技术有着广泛的商务应用前景，至少包括以下方面： • 降低建房、修铁路和铺设公路所需的成本，缩短工程周期； • 提升对自然灾害事件的预测能力，比如火山爆发； • 探测隐藏的自然资源和各种人造结构； • 在无需侵入式挖掘的情况下，探测各种考古遗址。
主要研究者之一伯明翰大学量子物理学教授凯‧邦斯（Kai Bongs）说：“这项技术就像是感应技术领域的‘爱迪生发明’，将对 社会 生活、人文和经济各方面带来革命性的变化。
我们的 探索 、建筑和维修项目不再需要依赖有限的数据记录和运气。
” 更重要的是，这项技术可以方便地测绘地下结构。
以前，由于测绘工作的复杂度，科研资源只能重点投入大家都想研究的区域，邦斯说“这导致人们对南极洲比对家门口街道下面几英尺深处的地形更了解。
这项新技术将结束这样的局面。
” 现有的引力感应器的测绘能力受到很多环境因素的限制，特别是环境中的颤动，使得测绘项目需要等待最佳的测量时间。
要不是受到这个因素的限制，测绘工作的复杂度和成本都将大幅度降低。
这项新技术使用量子技术，彻底摆脱了环境中微振动和其它因素对测绘工作的限制，是量子技术在现实世界投入应用的一项飞跃。
研究者表示，有了这项新技术，测绘工作速度将提升10倍，原来需要一个月完成的工作，现在几天就能完成。
知名建筑公司RSK集团地球科学与工程技术总监乔治‧塔克威尔（George Tuckwell）：“探测像矿井、隧道等地下设施的状况，对于了解它们的稳定性，对设计、建造和维修各方面工作都具有重要意义。
这项新技术将为地下测绘工作和各类建筑项目带来革命性的变化。
” 英国国防 科技 实验室（Defence Science and Technology Laboratory，缩写Dstl）的量子感应学专家加雷斯‧布朗（Gareth Brown）说：“利用微引力进行快速和准确的测绘，对国防安全工作打开了新的局面，能够 探索 以前难以 探索 的各种环境区域，实现以前难以进行的水下、地下导航等。
”
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