重力会导致量子怪象吗？这个想法让物理学家争执不休

引力的本质及其能否与量子力学相协调，是物理学最大谜团之一。多数研究者认为，从根本上讲，所有现象都遵循量子物理原理，但这些原理似乎与公认的引力理论并不兼容。多年来，研究者们一直提议通过实验来验证引力是否能产生一种被称为量子纠缠的现象。如今，伦敦大学皇家霍洛威学院的理论物理学家理查德·豪尔（Richard Howl）和约瑟夫·阿齐兹（Joseph Aziz）提出了一个颇具争议且看似反直觉的观点，使这一问题变得更为复杂：引力或许无需自身是量子理论，也能产生量子效应。

量子纠缠指两个物体共享一个共同量子态，这意味着对其中一个物体某属性的测量能确定预测另一个物体的测量结果。此前研究表明，若两个量子物体可通过相互引力纠缠，那么这种引力（进而引力本身）应具有量子性质。但豪尔和阿齐兹在10月22日发表于《自然》的论文中指出，这种描述过于简单。他们认为，引力可能无需自身是量子理论，也能产生量子效应。

在研究中，两人基于广义相对论（爱因斯坦1915年提出的公认引力理论）的简化版本，计算了两个质量体的相互作用。他们并非在“常规”量子力学框架下研究，而是采用量子场论——这是量子物理的更高级表述，其中一切（包括物质）都是在量子场中传播的波。因此，正如光子是电磁场中的波，电子则成为“电子场”中的波。

研究者此前已证明，爱因斯坦理论中的引力场无法产生纠缠。但阿齐兹和豪尔表示，当两个质量体相互作用时，它们不仅通过引力场，还通过所有“物质场”（如电子场）进行，而物质场具备产生纠缠的能力。豪尔说：“当你更广泛地思考引力相互作用包含什么时，经典相互作用就有可能产生纠缠。”