2014年10月24日

我们认为空间和时间是连续的，但如果圈量子引力（loop quantum gravity）的惊人理论是正确的，那么时空实际上是离散的。

李斯莫林

100多年前，大多数人--以及大多数科学家--认为物质是连续的。尽管自古以来，一些哲学家和科学家就推测，如果物质被分解成足够小的部分，那么它可能是由非常小的原子组成的，但很少有人认为原子的存、以被证明。今天，我们已经对单个原子进行了成像，并研究了组成原子的粒子。物质的粒度已经是旧闻了。

近几十年来，物理学家和数学家提出了这样一个问题：空间是否也是由离散的碎片构成的?它是像我们在学校里学到的那样是连续的，还是更像是一块布，由单独的纤维织成的?如果我们能探测到足够小的尺度，我们会看到空间的“原子”，不能被分解成更小的体积的不可约碎片吗?那么时间呢：自然界是不停地变化，还是世界在一系列微小的步骤中进化，更像是一台数字计算机?

过去30年来，这些问题取得了很大进展。有一个奇怪的名字叫做“环量子引力”（“loop quantum gravity”）的理论预言，空间和时间确实是由离散的碎片组成的，在这个理论框架内进行的计算所揭示的图景既简单又美丽。这个理论加深了我们对与黑洞和大爆炸有关的令人困惑的现象的理解。最重要的是，当前的实验有可能在不久的将来探测到时空原子结构的信号--如果这种结构确实存在的话。
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