參考消息網1月26日報道 據美國《大眾機械》月刊網站1月20日報道，熵這個概念本身會讓人不安。它指的是，若任其發展，物質與能量會不斷耗散，最終讓宇宙陷入混沌。可為何有新理論提出，引力或許就源於熵？

  你沒看錯：量子相對熵或許決定着引力的作用。這是倫敦瑪麗王后大學的物理學家兼數學家吉內斯特拉·比安科尼，在其新理論中提出的觀點。但問題在於，要讓這一理論成立，兩大長期對立的物理學理論需要實現調和。

  量子相對熵的構想，融合了廣義相對論與量子理論這兩個相互衝突的理論。愛因斯坦的廣義相對論將引力視為物體造成的時空彎曲或扭曲，質量越大的物體，對周邊時空的影響也就越強。比如，太陽的質量是地球的33萬倍，正因如此，地球才會在太陽巨大質量造成的時空大幅扭曲中繞日運行，就像硬幣在巨型漏斗中滾動一般。

  量子理論則認為，宇宙由極其微小的物質（比如亞原子粒子）構成，這些微粒兼具粒子與波的雙重屬性。粒子是微小的物質單元，波則是傳遞能量的擾動。量子力學着眼於微觀和納米尺度來描述宇宙；廣義相對論則相反，在宇宙尺度上描述物質。

  長久以來，找到聯結廣義相對論與量子力學的途徑一直是困擾科學家的難題。比安科尼的理論正試圖解決這一問題。

  她提出，時空本質上是一種量子算符，也就是説，它作用於量子態，以使這些量子態轉化為不同類型。量子熵會量化某一系統量子態中的無序程度或不可預測性，這有助於區分兩種不同的量子態。比安科尼在研究中發現，可借助量子熵描述時空與物質的相互作用方式。

  她在近期發表於《物理評論D》雜誌的研究中説：“引力源於一種熵作用，這種作用將物質場與時空的幾何結構耦合在一起。”

  比安科尼的理論讓量子熵描述物質與時空之間的差異，從而對廣義相對論做出修正。她的理論首先假定時空結構具有低能量、小曲率的特徵，繼而預測了一個較小的宇宙學常數（這一常數用於解釋宇宙的膨脹幅度與速度）。

  這一新理論還納入了引力場的概念。引力場屬於矢量場，既具有大小，也有方向，用於解釋物體對空間的影響。比安科尼將引力場用作拉格朗日乘子，而這一數學工具可求解函數的最大值和最小值。波作為兩種量子態之一，由波函數來描述。借助引力場求解波函數的最大值和最小值，或能實現量子理論與廣義相對論的調和。

  倘若這兩大理論的矛盾最終得以化解，我們便能得到量子引力理論，而量子引力將以粒子和波的形式存在。

  儘管如此，以粒子形式存在的引力會引發另一個問題。暗物質由粒子構成，但這些粒子的性質一直是未解之謎，因為人類從未直接觀測到它們。比安科尼認為，若引力能以粒子形式存在，那麼引力場或許能為暗物質的存在提供一種解釋。

  她在一份新聞稿中説：“本研究提出，量子引力源於熵，而量子引力這個概念意味着，引力場有可能就是暗物質。”

  要證實這一構想，還有大量工作要做。但現在存在這樣一種可能性：混沌孕育了引力，而引力繼而——在某種形式下——可能成為暗物質。這真讓人驚嘆。（編譯/朱捷）