爱因斯坦的虫洞，或是揭开量子纠缠的不二法门？
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1935年爱因斯坦发表的两篇著名论文，关于虫洞和量子纠缠，之间似乎没有什么联系。可是统一广义相对论与量子力学的桥梁，似乎在那个年代，就已经奠基。。。
爱因斯坦在与哥本哈根学派争辩之中，屡败屡战。不过，最近在国际物理学界流传的一个新公式，应该会让他感到非常开心。
这个的方程极其简洁：ER=EPR，看起来再简单不过。
不过你要以为P必须等于1的话，那就大错特错了 -- 方程中的符号并不代表数字，而是指向人名。你或许已经猜到，E就是爱因斯坦，而R和P则是他两篇著名论文的合作者。 八十多年前爱因斯坦这两篇看起来似毫不相干的论文，现在似乎表明广义相对论与量子力学之间可能存在一个协调的路径。这一等式，其实就是在叙述这么一个简单的事情。
量子力学和广义相对论都是极其成功的理论，预测了许多颠覆传统观点的奇异现象，也在无数的测试中被不断地验证 -- 自然界总是遵从这两个理论。可是，虽然它们都能很好地描述自然界的性质，迄今为止所有在数学上统一这两个理论的尝试却都以失败告终。尽管每个人都相信，最后它们总会以某种方式融合在一起，可是这一天看起来显得遥遥无期。
而ER=EPR则表明，或许能在被称为虫洞的时空隧道中，寻找到如何结合量子理论和广义相对论的关键点。隐含在爱因斯坦的广义相对论中的这些时空隧道，就像一个能在物理上连接两个遥远地点的子空间。而这些时空隧道与亚原子粒子的纠缠之间，似乎也存在着某种神秘联系。
在过去的90年里，物理学家们被量子理论中两大难题深深迷惑。一是如何解释量子理论在数学上的怪异并使之合理，比如量子纠缠。二是如何将量子力学架连到引力上。如果ER=EPR是正确的，那么这两个问题将会拥有统一的答案。只有当你明了量子力学与引力间的联系，才能理解量子力学在数学上的怪异。而虫洞，则可能为你会建立起这种联系。
内森·罗森
在物理学上，虫洞作为爱因斯坦-罗森桥而广为人知，这也是方程中的“ER”。1935年，内森·罗森 (Nathan Rosen) 与爱因斯坦合作论文，描述了虫洞。而方程中的EPR则涉及爱因斯坦与罗森在1935年的另一篇论文，其作者还有鲍里斯·波多斯基 (Boris Podolsky)。这篇论文清晰描述了量子纠缠关于实在论本质上的矛盾两难。几十年来，没人认真考虑这两篇论文之间或许存在某种联系。直到2013年，物理学家胡安·马多西那 (Juan Maldacena) 和伦纳德·萨斯坎德 (Leonard Susskind) 提出，从某种意义上来讲，虫洞和量子纠缠描述的是同一件事物。
在最近的一篇论文中，萨斯坎德阐述了这种观念的引申含义。即，理解虫洞-纠缠等式可能是统一量子力学和广义相对论的关键，阐明这种统一的细节将解释神秘的量子纠缠，而且时空本身也可从量子纠缠出发得以发展出来。最后，关于如何诠释量子力学的持续争论也将在这一过程中得以解决。
“ER=EPR告诉我们，这个由非常复杂的纠缠子系统网络构成的宇宙本身也是一个由虫洞构成的非常复杂的网络。”萨斯坎德写到，“对我来言，如果ER=EPR是正确的，那它必将影响量子力学的基础及其诠释。”
量子纠缠是理解量子理论的最大障碍之一，会在从同一源释放出的两个粒子之间发生。这样一个粒子对，量子理论的描述可以告诉你测量粒子对中一个粒子的性质 (比如自旋) 时得到特定结果 (比如反旋) 的概率。但是，一旦粒子对中的其中一个性质被测量，你立即能够知道如果测量另一个粒子会是什么样的结果，不论它们相隔多远。在这一怪异现象面前，爱因斯坦一直固执地坚持认为一个地方的测量没有可能会影响另一个远程的实验，也就是他“幽灵般的超距作用”的著名论断。但许多现实实验却都无视爱因斯坦的坚持，验证了量子纠缠的存在。即便没有信息可以瞬间从一个粒子发送到另一个，正如爱因斯坦所坚称的那样，粒子对的其中一个却似乎“知道”与其量子纠缠的另一粒子正在发生什么。
一般来说，物理学家谈到的量子纠缠是两个粒子之间的。然而，这仅仅是量子纠缠最简单的例子。萨斯坎德指出产生粒子的物质即量子场自身也会纠缠。 “在一个量子场论的真空中，在空间不相交的区域的量子场之间是纠缠的。”他写到。它与物理学家所熟知的“虚”粒子持续进出已存在的真空这一奇异现象具有一定联系。这些粒子以成对方式从 “无”产生，其同一起源确保了它们是量子纠缠的。在它们短暂的一生中，它们有时会与真实粒子相碰撞，随后真实粒子也就量子纠缠起来。
为说明这一现象，让我们假设爱丽丝和鲍勃这两个量子实验员，收集在真空中量子纠缠的真实粒子。他们各自获取一组粒子，然后相互道别，各自远走高飞。随后他们紧密挤压自己所拥有的粒子，以至于它们各自形成一个黑洞。因为这些粒子从一开始就是相互量子纠缠的，爱丽丝和鲍勃就这样新创造出两个相互纠缠的黑洞。如果ER=EPR是正确的，虫洞将连接这两个黑洞，因此虫洞的几何也就可以用以描绘这种量子纠缠。如萨斯坎德所述，“这是一个惊人的阐述，尽管它的作用尚未被认可。”
萨斯坎德认为更重要的是，有这样一个可能性，两个相互纠缠的独立亚原子粒子是被量子级的虫洞相连接的。因为虫洞是时空上的几何扭曲，这种扭曲可被爱因斯坦引力方程所描绘。用量子纠缠去标识虫洞，将会在引力与量子力学间构建起一个桥梁。
所有的这些物理事件都表明，量子纠缠对理解现实本质的重要性。而ER=EPR则凸显如何诠释量子力学的这一持续争论。解释量子力学的标准学说，哥本哈根诠释，强调观察者的角色，认为当观察者做出测量时，多种量子可能性“塌缩”成一个明确结果。但与其相竞争的艾弗雷特学说，也被称为“多重世界”学说，则认为所有的多重可能性都会发生，任何观察者仅仅是经历了多重可能性事件的一个与其一致的分叉。
在艾弗雷特的图像中，可能性云，即波函数，从未发生坍塌。相互作用，即测量，仅仅造成相互作用的实体间量子纠缠。这样，现实成为一个“量子纠缠的复杂网络”。原理上，所有相互量子纠缠的事件之间能够相互反转，所以没有什么实际发生过塌缩，至少可以说这种塌缩不是不可逆转的。然而，不可逆转塌缩的标准观点在实际应用中工作得很好。逆转在现实世界中的复杂多重相互作用也显得没有可能性。换言之，萨斯坎德说，ER=EPR提出了这两种观点在量子级的现实中是“互补”的。
萨斯坎德在技术细节上继续探索，多粒子纠缠如何运作，以及把纠缠与虫洞等价起来有何深意。例如，虫洞仍旧不能以超光速传递信号穿过空间，如同爱丽丝和鲍勃不能通过虫洞传递信息给对方。如果他们实在想聊天，可以跳进各自的黑洞，在虫洞的中间相遇。这个相遇能给ER=EPR理论提供强有力的证据，不过这样的论文能否发表只有天知道了。
伦纳德·萨斯坎德
与此同时，关于ER=EPR和涉及引力与量子纠缠的许多其它的研究论文也正在不断涌现。在最近的一篇文章中，加州理工学院的曹春军 (音译)、卡罗尔和米丘莱克斯试图展示，时空是如何从在真空量子纠缠的巨大网络中“建立”起来的。他们写道，“在本文中，我们利用量子纠缠从一个本质上的量子描述逐步推导到空间自身的存在和性质”。他们展现了，在“量子态”上的改变 --对现实的纯量子学描述 -- 如何能联系上时空几何上的变化。“从这意义上来讲，引力是以一种自然的方式从量子力学中出现的。”
曹春军等承认他们的推导路径依旧是不完整的，包含有需要随后证实的假设。在最近的一篇博客中，卡罗尔写道，“这里我们所完成的是非常初步的，推测性的。我们没有一个完整理论，甚至我们涉及的大量推测并没有足够严密的计算。”
然而，在许多物理学家间存在一个清晰的感觉，一个可能统一量子力学和引力学的路径显然已被打开。卡罗尔指出，如果这是一条正确道路，那么从量子力学推导出引力将一点也不难，这将是“自动的”。萨斯坎德则相信，通过虫洞通向量子引力的路径将会证明这两个理论的统一比科学家们所猜测的更为深刻。他说，ER=EPR暗示了“量子力学和引力的联系远比我们想象的要紧密得多”。
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扩展阅读
参考文献
https://www.sciencenews.org/blog/context/new-einstein-equation-wormholes-quantum-gravity