物理學(xué)的熱點(diǎn)領(lǐng)域有時(shí)變幻莫測，理論物理學(xué)家在兩個(gè)非常遙遠(yuǎn)的粒子之間建立了神奇的關(guān)聯(lián)，然而，粒子的關(guān)聯(lián)在量子力學(xué)上充滿了奇異色彩，理論物理學(xué)家沒有給出清晰的解釋。他們現(xiàn)在有了更大膽的設(shè)想，穿越時(shí)空的“蟲洞”連接了兩個(gè)黑洞，相當(dāng)于縮短了時(shí)空的距離，蟲洞的物理本質(zhì)是在黑洞之間建立了量子糾纏。有前瞻性和洞察力的物理學(xué)家力求將量子力學(xué)和愛因斯坦的廣義相對(duì)論結(jié)合起來，量子力學(xué)定義了量子糾纏的概念，廣義相對(duì)論定義了蟲洞和黑洞的概念，很多理論物理學(xué)家認(rèn)可量子力學(xué)和廣義相對(duì)論的關(guān)聯(lián)，但有些理論物理學(xué)家認(rèn)為，量子力學(xué)和廣義相對(duì)論只有數(shù)學(xué)推導(dǎo)的關(guān)聯(lián)性。

量子糾纏將兩個(gè)分散的粒子連成一個(gè)體系，當(dāng)一個(gè)粒子的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，另一個(gè)粒子的狀態(tài)即刻受到影響。量子力學(xué)對(duì)支配亞原子粒子運(yùn)動(dòng)的特性進(jìn)行了描述，一個(gè)微小的亞原子粒子可以同時(shí)處于相反的條件或相反的狀態(tài)，比如：一個(gè)原子可以同時(shí)處于一個(gè)或兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時(shí)處在向上和向下兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)某位觀察者開始檢測原子的旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，觀察者的檢測相當(dāng)于產(chǎn)生了干預(yù)行為，同時(shí)向上和向下旋轉(zhuǎn)的原子狀態(tài)隨之發(fā)生了崩塌，或者變?yōu)橐粋€(gè)向上的旋轉(zhuǎn)，或者變?yōu)橐粋€(gè)向下的旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)兩個(gè)原子發(fā)生量子纏繞時(shí)，即使彼此分離，它們也將受到相互纏繞的影響，發(fā)生量子糾纏的兩個(gè)原子同時(shí)以兩種完全交互的方式旋轉(zhuǎn)，觀測者發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)原子向上旋轉(zhuǎn)時(shí)，第二個(gè)原子即刻轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛳滦D(zhuǎn)，反之亦然，即使兩個(gè)相互纏繞的原子保持了數(shù)光年的距離，兩個(gè)原子的互動(dòng)性也是如此。蟲洞概念與愛因斯坦的廣義相對(duì)論有關(guān)，廣義相對(duì)論表明了物體質(zhì)量與時(shí)空的緊密聯(lián)系，大質(zhì)量的物體產(chǎn)生了大幅度的時(shí)空彎曲，質(zhì)量彎曲了時(shí)空，產(chǎn)生了牛頓力學(xué)定義的物體引力。一個(gè)物體的質(zhì)量只要足夠大，它可以將時(shí)空彎曲為“隧道”的樣式，在彎曲的時(shí)空隧道中，甚至連光也不能逃脫引力的束縛。

理論物理學(xué)家提出了設(shè)想，兩個(gè)相互分離的黑洞通過“背靠背”的形式組合起來，好似兩個(gè)背靠背的喇叭連成一體，兩個(gè)黑洞的奇妙連接產(chǎn)生了時(shí)空穿越的捷徑，理論物理學(xué)家將連接兩個(gè)黑洞的通道稱為蟲洞。新澤西州的普林斯頓大學(xué)高級(jí)研究所的理論物理學(xué)家胡安·馬爾達(dá)西耶和加州帕洛阿爾托的斯坦福大學(xué)的理論物理學(xué)家倫納德·薩斯坎德進(jìn)行了合作研究，他們?cè)O(shè)想了兩個(gè)黑洞相互纏繞的情形，兩個(gè)相互糾纏的黑洞在距離上相互分離，但在兩個(gè)黑洞之間形成了一個(gè)真實(shí)的蟲洞。

加拿大的維多利亞大學(xué)的克里斯坦·詹森和西雅圖的華盛頓大學(xué)的安德里亞斯·卡屈在《物理學(xué)評(píng)論》雜志發(fā)表過文章，兩位物理學(xué)家設(shè)想了一對(duì)相互糾纏的粒子，夸克和反夸克粒子出現(xiàn)在普通的3D空間，夸克和反夸克的粒子對(duì)產(chǎn)生了相互分開的光速運(yùn)動(dòng)，愛因斯坦在狹義相對(duì)論中限定了物體的運(yùn)動(dòng)速度，所有物體的運(yùn)動(dòng)速度不能超過光速，夸克和反夸克的粒子對(duì)難以將信號(hào)或信息從一個(gè)粒子傳遞到另一個(gè)粒子，兩位物理學(xué)家假設(shè)了3D空間，而夸克出現(xiàn)在假設(shè)的4D空間的邊界，在3D空間運(yùn)動(dòng)的粒子對(duì)通過“宇宙弦”產(chǎn)生了聯(lián)系，而宇宙弦存在于4D空間，蟲洞則由處于4D空間的宇宙弦構(gòu)成。

位于坎布里奇的馬塞諸塞理工學(xué)院（MIT）的物理學(xué)家朱利安·桑納以詹森和卡屈的理論成果為基礎(chǔ)，設(shè)想了“夸克—反夸克粒子對(duì)”沖入強(qiáng)電場的情形，持有相反電荷的粒子對(duì)在相反的方向加速運(yùn)動(dòng)，相互糾纏的粒子對(duì)出現(xiàn)在3D世界，通過一個(gè)存在于4D世界的蟲洞建立了連接，在線版的《物理評(píng)論通訊》發(fā)表了桑納的研究成果。詹森、卡屈和桑納三位理論物理學(xué)家?guī)缀醯贸隽讼嗤慕Y(jié)論，他們共同引用了全息理論原理，而物理學(xué)家馬爾達(dá)塞納最先引進(jìn)了全息概念，這一量子力學(xué)理論在原初時(shí)沒有引力，缺少一個(gè)維度的空間后來加入了引力，多出了一個(gè)空間維度。黑洞有4D空間，在數(shù)學(xué)概念上相當(dāng)于在3D邊界的全息投影。蟲洞和相互糾纏的粒子對(duì)沒有處在同一的時(shí)空結(jié)構(gòu)，但兩者在數(shù)學(xué)概念上產(chǎn)生了互通性。

原初的量子化粒子出現(xiàn)在一個(gè)沒有引力的時(shí)空結(jié)構(gòu)，在一個(gè)沒有引力的3D模式的世界中沒有任何意義的黑洞或蟲洞，連接一個(gè)更高時(shí)空維度的蟲洞只是數(shù)學(xué)概念的合理推想，蟲洞和量子糾纏相互等價(jià)，對(duì)黑洞和蟲洞概念的描述只有在引力理論的基礎(chǔ)上才有意義。物理學(xué)家構(gòu)想了夸克和反夸克粒子對(duì)的概念，這一重要步驟對(duì)馬爾達(dá)塞納和薩斯坎德設(shè)想的蟲洞和量子糾纏相互等價(jià)的物理理論帶來了很大幫助。蟲洞的幾何結(jié)構(gòu)和量子糾纏在同樣的物理事實(shí)面前有不同的表現(xiàn)，怎樣將概念變成實(shí)在性的物理實(shí)驗(yàn)？夸克和反夸克粒子對(duì)的概念增加了對(duì)蟲洞和糾纏相互等價(jià)進(jìn)行檢驗(yàn)的可能。物理學(xué)家的設(shè)想需要得到驗(yàn)證，物理學(xué)進(jìn)入新的領(lǐng)域，不能靠空穴來風(fēng)的幻想，否則，物理學(xué)不會(huì)迎來一場全方位的深刻變革。

（編譯：2021-12-9）