一个多世纪以来，物理学一直陷于两种互不相容的现实描述之间。广义相对论将引力描述为时空的弯曲,平滑、连续、经典。量子力学则将其他一切描述为概率性的、离散的、根本不确定的。
将二者统一为量子引力理论，数十年来一直是理论物理学的圣杯。弦理论提出了额外空间维度。圈量子引力将时空量子化为离散的自旋网络。这两种方法都将引力量子化,也就是说，它们让引力成为量子的。但第三条路径正在悄然获得关注，而且它采取了完全相反的方法。
伦敦大学学院的理论物理学家乔纳森·奥本海姆提出了一种理论，该理论保持引力的经典性，同时将基本的随机性引入量子世界。他于2023年发表在《物理评论X》上的”经典引力的后量子理论”已经引发了足够多的后续研究、批评回应和实验提案，值得任何关注统一理论探索的人关注。
核心思想
奥本海姆的关键见解简单得具有欺骗性：不是将引力量子化以使其适应量子理论，而是修改量子理论以适应经典引力。
在标准量子力学中，薛定谔方程确定性地演化系统的波函数，直到测量将其概率性地坍缩。奥本海姆用根本上的随机演化取代了确定性演化。沉浸在经典引力场中的量子系统的动力学在基本层面上变得不可预测,不是因为测量，而是因为时空本身向系统的演化引入了随机波动。
这与哥本哈根诠释的”测量坍缩”不同。在后量子引力中，随机性是内在且连续的。玻恩定则,标准量子力学中给出概率的计算工具,自然地源于数学，而不是作为公理被强加。
在数学上，奥本海姆推导出了一个严格的权衡关系：系统退相干（因与时空相互作用而失去量子相干性）越多，其扩散（经历来自时空的随机波动）就越多。奥本海姆表明，这种权衡在任何将量子系统与经典系统耦合的理论中都是不可避免的。
可检验的预言
后量子引力在统一理论中之所以独特，在于它做出了具体的、可证伪的、当前实验可以检验的预言。
第一，时间摆动：如果时空是根本上的经典和随机的，时间流逝的速度应该经历微小的随机波动。已经以非凡精度测量时间的精密原子钟可以检测到这种抖动。
第二，质量波动：放置在超灵敏天平上的标准质量应该表现出10⁻¹⁵ g量级的随机重量波动。国际计量局的1公斤原器以及类似的高精度质量标准器，原则上能够检测到这一信号。
第三，最小噪声界限：在2026年3月的预印本中，Fabiano等人推导出了任何经典引力理论必须产生的随机噪声的下限。测量低于这一阈值的波动将最终证明引力是量子的,这是一个干净的实验证伪。
奥本海姆本人也承认他的理论正确的可能性很小。受到挑战时，他与杰夫·彭宁顿（斯坦福大学的弦理论家）和卡洛·罗韦利（圆周理论物理研究所的圈量子引力先驱）进行了一场引人注目的5000:1的赌注,押注反对他自己的理论。如果实验检测到预测的时空波动，奥本海姆获胜。如果没有，他则支付赌注。
批评
该理论并非没有受到挑战。萨宾·霍森费尔德，一位物理学家和流行理论批评者，认为尽管该框架令人信服，但奥本海姆关于它再现修正牛顿动力学（MOND）的主张是有缺陷的,修正项在引力势中是线性的，而MOND需要非线性区域。
更正式地，马克·赫茨伯格（塔夫茨大学/麻省理工学院）和阿维·勒布（哈佛大学）于2024年在《宇宙学与天体粒子物理学杂志》上发表了一篇批评文章，指出了四个具体问题：该理论预言了错误力的定律，其类似MOND的行为实际上并非MOND性的，预言的波动谱与观测不符，并且数学框架中存在理论不一致性。
奥本海姆回应说，其中一些批评适用于该理论的早期版本，而该框架仍在发展之中。他将自己的工作描述为”更像是一个研究项目而非一个完成的理论”,试图表明后量子方法在数学上是一致的并且在实验上是可及的，而非一个最终答案。
为何重要
无论后量子引力最终是否正确，其重要性在于扩展了统一理论可能样貌的图景。数十年来，假设一直是引力必须被量子化,这似乎是唯一自洽的路径。奥本海姆证明了经典引力加随机量子理论在数学上是可行的，开辟了纯量子化方法从未考虑过的实验途径。
自然将决定哪条路径是正确的。但在一代人以来首次，存在一个具体的实验可以排除一整类理论,而这，无论结果如何，都是进步。
来源
Oppenheim, J. “A Postquantum Theory of Classical Gravity?” Physical Review X 13, 041040 (2023). DOI：10.1103/PhysRevX.13.041040
New Scientist：Random wobbles in time could finally solve gravity’s greatest mystery
婷 翻译