量子引力的探索過程，不禁讓人聯(lián)想到一部1963年的經(jīng)典喜劇電影《瘋狂世界》（It’s a Mad, Mad, Mad, Mad World），其中描述了一個因車禍臨終的罪犯披露了一個秘密，即在一個州立公園的巨大"W"下藏有一筆巨款，這引發(fā)了幾組偶遇的旅人展開了一場充滿混亂和誤解的尋寶競賽。這個情節(jié)充滿了幽默，因為各路尋寶者在追求財富的過程中遇到了各種意想不到的困難和挑戰(zhàn)。

在量子引力研究中，你可以看到同樣的幽默。那些將量子理論傳承給我們、給我們帶來有史以來最成功的物理理論的人，在臨終前告訴我們，我們必須解決這最后一個問題。從那以后，大家都在瘋狂地嘗試找到答案。

與物理學(xué)中的其他問題不同，量子引力幾乎沒有足夠的數(shù)據(jù)來區(qū)分真?zhèn)渭僭O(shè)。我們能做的實驗非常少，無法排除任何假設(shè)，也無法排除主要的競爭者。

弦論（String theory）一直是這場競賽的最愛。它集結(jié)了該領(lǐng)域內(nèi)最杰出的科研人才、得到了豐富的資金支持、提出了一個極富吸引力的理論框架。如果有任何數(shù)據(jù)，該理論就能得到證實。我們至今還沒有發(fā)現(xiàn)任何數(shù)學(xué)上的錯誤。

弦論提出，所有物質(zhì)都由在高維空間中振動的弦組成。弦在這些空間中的所有振動方式告訴我們可以存在哪些種類的粒子。弦論與超對稱性的結(jié)合非常自然。超對稱性告訴我們，對于我們已知的每一種粒子，如電子、夸克、光子等，都存在一個更重的伴隨粒子。如果已知粒子是費米子，意味著它的自旋是1/2的整數(shù)倍，那么它的更重伴隨者是玻色子，具有整數(shù)自旋。如果已知粒子是玻色子，那么它的更重伴隨者是費米子。

到目前為止，還沒有發(fā)現(xiàn)任何超對稱伴隨粒子。它們要么對當(dāng)前的對撞機來說太重，要么就是不存在。

環(huán)量子引力（Loop Quantum Gravity）是下一個最受歡迎的理論。它比弦論更加低調(diào)，不是萬物理論。然而，同樣的，沒有數(shù)據(jù)就沒有希望。

環(huán)量子引力采用了廣義相對論的一種表述，并將其分解為所謂的自旋網(wǎng)絡(luò)（spin networks）。這些網(wǎng)絡(luò)是空間以離散形式的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。

還有許多其他理論。事實上，似乎每個人都有自己的寵愛理論。

許多物理學(xué)家和非物理學(xué)家，例如退休的工程師，都希望有一天他們的理論會被認(rèn)可為正確的。

他們中的許多人都憧憬著有一天，就像愛因斯坦的廣義相對論在1919年日食時被證實那樣，他們的名字將被全世界廣播。然而，我從來沒聽說過有這樣的事情發(fā)生過。愛因斯坦是獨一無二的，生活在一個獨特的時代。

老實說，如今物理學(xué)家的名字經(jīng)常被全世界廣播。但他們似乎并沒有像愛因斯坦那樣出名。如今最著名的物理學(xué)家因撰寫暢銷書和參與熱門電視節(jié)目而知名，并不是因為理論。

即使在基礎(chǔ)粒子物理學(xué)內(nèi)部，科學(xué)家們獲得的名聲往往不是因為實際的發(fā)現(xiàn)，而是因為他們提出的理論或數(shù)學(xué)證明極具優(yōu)雅或開創(chuàng)性，以至于每個人都想探索它們或需要它們。例如，愛德華·維滕（Edward Witten）就提出了幾個這樣的理論，Gerard T’Hooft也是如此。

新的量子引力理論層出不窮，如果它們確實有創(chuàng)新，可能會在一兩天內(nèi)得到一些媒體關(guān)注。但是，除非你只是喜歡鉆研數(shù)學(xué)，否則不要對新理論期待太多。即使是那些可行的候選理論也是十分平常，更不用說那些數(shù)不勝數(shù)的不可行理論了。

這些業(yè)余理論中的許多包含高中數(shù)學(xué)，沒有微積分或微分方程，忽視了一個世紀(jì)的相對論和量子研究。它們經(jīng)常提出可檢驗的預(yù)測，但這些預(yù)測已經(jīng)被證明是錯誤的！

如果你想在這個領(lǐng)域工作，即使你計劃以某種方式放棄這些學(xué)科，你也需要在這些學(xué)科上有透徹的了解。

與量子引力相比，試圖解釋暗物質(zhì)或暗能量或至少某些當(dāng)前無法解釋的現(xiàn)象有更多的收獲。

甚至在你一生中致力于解決一個千年難題上也有所得。即使你可能會失敗，至少如果你成功了，就值了。

任何能提出一個可以用當(dāng)前技術(shù)進(jìn)行的驗證的理論，已經(jīng)遙遙領(lǐng)先于競爭對手。幾乎沒有哪個理論能做到這一點。

這就是為什么愛因斯坦的理論重要，不是因為它是一個酷炫的新理論，而是因為他提出了幾個測試，其中有幾個可以用20世紀(jì)初的技術(shù)完成。當(dāng)時人們不喜歡他的理論，但他們被迫根據(jù)證據(jù)接受它。

如今，包括物理學(xué)家在內(nèi)的許多人都已經(jīng)決定，引力不是量子的。這意味著引力以某種方式與量子物質(zhì)相互作用，但它本身并不是量子化的。最近有一篇論文提出了一個可行的理論，解釋了這可能是如何實現(xiàn)的。它將這個想法稱為“后量子”引力理論。

“后量子”有點類似于后現(xiàn)代主義。它表明我們正在進(jìn)入一個新的哲學(xué)時代，在這個時代，我們不是回到經(jīng)典根源，而是質(zhì)疑我們認(rèn)為自己知道的一切。引力可能不是量子的。量子理論可能不是基礎(chǔ)的。

這解決了量子理論中一個惡性問題，稱為時間問題。量子理論喜歡有一個隨時間演化的波函數(shù)，但在廣義相對論中，時間是什么呢？不同空間點的時間以不同的速度運行。用一個技術(shù)術(shù)語來說，時間是“多指”的。

后量子理論表明，時空中有可以測量的隨機波動。如果你將一個原子置于疊加態(tài)，意味著它實際上像同時在兩個位置一樣，那么它必須有兩個獨立的重力井。理論表明，隨機波動會在一定時間后打破這種疊加態(tài)。

我自己的量子引力理論 — 它現(xiàn)在還不真的是一個理論，更像是一系列想法 — 提出時空是從第五維度的共形場論中演化出的半經(jīng)典波。它使用全息重整化、愛因斯坦-哈密頓-雅可比方程和AdS/CFT對應(yīng)等等。它在數(shù)學(xué)上有深厚的基礎(chǔ)，但缺乏預(yù)測。人們希望從中得到暗物質(zhì)或能量，但參數(shù)空間可能太大。這讓我和弦理論家目前處于同一條船上，而且它甚至不是一個萬物理論。它至少有一個優(yōu)點，就是如果這對任何人有價值的話，它為量子理論提供了一個清晰的本體論。

我嘗試證明黎曼假設(shè)可能會有更多的運氣，因為即使我的量子理論是正確的，我可能永遠(yuǎn)也看不到它被證實。

是正確卻不知道更好，還是錯誤卻知道更好？

最終我不得不得出結(jié)論，希望發(fā)現(xiàn)真正的理論是一個糟糕的動機。也許一切都是關(guān)于旅程，關(guān)于我們一路遇到的方程式。

有一件事是確定的：除非我們在未來某個時刻投資于更好的技術(shù)，否則我們永遠(yuǎn)不會知道量子引力的真正理論。我們將需要更大的對撞機，更好的基于太空的望遠(yuǎn)鏡，更好的暗物質(zhì)探測器。答案可能會變得明顯，或者我們可能要幾個世紀(jì)后才能知道。

如果人工智能變得足夠智能，它可能會發(fā)現(xiàn)它。至少，人工智能可能能夠設(shè)計出我們未曾想到的新實驗。不過，無論如何，我都會把希望寄托在新數(shù)據(jù)上，而不是更好的想法上。我們有很多好的想法，但極少的數(shù)據(jù)。