量子纠缠与时空涌现：理论物理前沿的深入探究

理论物理学界正聚焦于一个深刻的议题：时空这一宇宙的基本结构，是否如同分子运动涌现出宏观的温度一样，是从更底层的量子纠缠现象中涌现出来的。这一前沿探究旨在揭示宇宙几何学的终极构造单元，其中，量子纠缠被视为最核心的候选要素。这种观点挑战了将时空视为被动背景的传统观念，预示着对现实本质的根本性重塑。

该研究的核心基石是量子纠缠，即爱因斯坦所称的“鬼魅般的超距作用”。这一现象的实验验证可追溯至1982年，由阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）的实验确证了两个关联粒子中，对其中一个的测量会瞬间决定另一个的状态，无论它们相隔多远。近年来，理论工作进一步深化了这一联系，例如，麻省理工学院（MIT）的洪刘（Hong Liu）在2025年10月的研究表明，在这些模型中，纠缠将空间中的两点紧密联系起来，强烈的关联性对应于连续空间，而纠缠的缺失则导致空间结构的分裂和破碎。洪刘教授的研究兴趣长期关注量子引力问题，包括黑洞的量子性质和宇宙大爆炸奇点，并利用弦理论的框架进行研究，他也是2021年美国物理学会会士。

然而，关于引力的量子本质的争论在2025年末因约瑟夫·阿齐兹（Joseph Aziz）和理查德·豪尔（Richard Howl）在《自然》杂志上发表的研究而变得复杂。他们提出，在特定条件下，即便是经典引力理论也可能产生量子纠缠现象。这项发表于2025年10月22日、题为“经典引力理论产生纠缠”的论文，扩展了定理中物质的描述，发现经典引力理论可以通过物理的、局域的过程传输量子信息并生成纠缠。这与传统观点相悖，即经典引力相互作用被认为只能传输经典信息，而非量子信息。阿齐兹和豪尔的研究结果表明，该效应的标度律与量子引力理论的预测存在差异，这为实验上验证引力的量子性质提供了新的参数和实验形式信息。

尽管阿齐兹和豪尔的论文引发了讨论，但相关探索仍在持续。例如，霍利斯·威廉姆斯（Hollis Williams）及其同事在2026年2月的工作进一步论证了时空从纠缠中涌现的观点。他们的研究展示了在预先不存在时空几何的情况下，纠缠依然可以存在，这强有力地暗示了时空是量子关联的宏观结果。这种理论探索与全息原理的观点相呼应，该原理由杰拉德·特·胡夫特（Gerard 't Hooft）于1993年提出，表明引力系统的自由度由其边界面积度量，空间结构可能由边界上的量子纠缠所编织。

理论物理学家们正在积极寻求实验验证，例如通过控制量子纠缠来生成满足广义相对论场方程的时空几何对应物，以检验时空起源的猜想。如果最终被证实，即纠缠确实编织了时空，那么我们所感知的空间和时间将不再是基本实体，而是源于量子线程的宏观幻象。这种理论进展正在深刻地重塑我们对现实结构的理解，并与爱因斯坦广义相对论中引力被描述为时空几何性质的经典框架形成鲜明对比。例如，在2026年1月举行的几何偏微分方程会议上，几何分析和偏微分方程在几何中的应用等前沿课题的交流，也反映了对空间结构更深层次理解的追求。