要彻底解决量子力学和广义相对论的裂痕，量子引力实验等待进行

要彻底解决量子力学和广义相对论的裂痕，量子引力实验等待进行

量子力学和广义相对论，是20世纪物理学留给人类的两件最珍贵的礼物。

前者统治着原子尺度的微观世界，后者掌管着星系尺度的宏观时空，两者各自在自己的领地里精确到令人叹为观止。然而这两套理论彼此无法相容，一旦试图将它们放在同一个方程里，物理学就会吐出一堆毫无意义的无穷大。

这道裂缝，已经存在了将近一个世纪。

先问一个更小的问题

长期以来，物理学界的主流思路是：既然两者不兼容，就去找一个"量子引力理论"把它们统一起来。弦理论是其中最出名的努力，但几十年过去了，它没有给出任何能被实验检验的具体预言。圈量子引力理论同样如此。理论物理学家们在数学的迷宫里越走越深，实验物理学家却找不到任何入口。

要彻底解决量子力学和广义相对论的裂痕，量子引力实验等待进行

新泽西州史蒂文斯理工学院的伊戈尔·皮科夫斯基（Igor Pikovski）提出，也许我们问错了问题。

与其苦苦追问"量子引力理论长什么样"，不如先退一步，问一个更基本也更具体的问题：引力，到底是不是量子的？

这个问题听起来简单，却有着深刻的分量。自然界已知的四种基本力中，电磁力、强核力、弱核力都已经被成功量子化，有了完整的量子场论描述。唯独引力，至今游离在外。伦敦大学学院的索加托·博斯（Sougato Bose）直言不讳："关于引力是量子的还是经典的，这其实是一个悬而未决的问题。"

悬而未决，但或许很快就有答案。

一个桌面上的实验，可能改写物理学

博斯和他的同事在2017年提出了一个精妙的实验思路，后来被称为"博斯-马莱托-韦德拉尔方案"（BMV方案）。其核心逻辑出人意料地简洁：如果两个相互之间只有引力作用的质量粒子，能够通过这种引力相互作用产生

要彻底解决量子力学和广义相对论的裂痕，量子引力实验等待进行

，那么引力就必定是量子的。

纠缠是量子力学的专属现象，经典物理无法产生真正的纠缠。因此，只要能在实验室里观测到"纯引力诱导的量子纠缠"，就等于给引力的量子本质盖上了印章。

这个思路在理论上很干净，在实验上却极其困难。要做到这一点，需要把两个有宏观质量的粒子同时置于量子叠加态，同时确保它们之间除了引力之外没有任何其他相互作用，还要将整个实验系统与外部环境的热噪声和电磁干扰完全隔离。

麻省理工学院的研究团队在2025年开发出了一种新的低温技术，为这类实验提供了更好的工具基础。《自然》杂志2025年8月的一篇报道也系统梳理了全球多个实验组的进展，指出这类实验在技术上已经不再是天方夜谭，而是进入了可以认真规划时间表的阶段。

不过，事情也在变得更加复杂。2025年10月，《自然》发表的一篇理论论文提出了一个让人不安的挑战，即使引力是经典的，在某些特定条件下，经典引力也可能借助量子物质的中间过程，在两个大质量物体之间产生看似量子纠缠的效果。这意味着，即便实验观测到了纠缠，也未必能一锤定音地证明引力本身是量子的，实验的设计和解读需要更加精细。

皮科夫斯基和博斯对此并不回避，他们认为这些挑战恰恰说明这个方向值得认真投入，因为每一个需要被排除的替代解释，都在帮我们更清晰地看清引力的本质。

如果引力不是量子的

皮科夫斯基说，如果实验证明引力不是量子的，那将是一场真正的地震。

自然界的其他三种力都是量子的，偏偏引力是经典的，这在理论上将制造出无法回避的矛盾，因为量子系统和经典系统耦合时，会违反某些基本的物理原理，比如能量守恒在量子意义上的表述。物理学将不得不从根本上重新思考量子力学本身是否完整。

这正是诺贝尔物理学奖得主安东尼·莱格特和罗杰·彭罗斯所持怀疑态度的深层原因。彭罗斯早在1989年就写道，将量子力学应用于宏观物体可能是根本性错误的。他认为，在普朗克质量尺度附近，引力本身会触发量子叠加态的坍缩，引力与量子力学的冲突不是理论上的技术障碍，而是提示我们量子力学本身需要被修正。

无论结果如何，这都将是物理学百年未有之大变局。

2025年恰逢联合国确立的"国际量子科学与技术年"，全球对量子相关研究的关注和投入都在快速上升。在这个背景下，量子引力实验的推进，不只是少数理论物理学家的执念，它正在成为整个物理学界共同凝视的地平线。那里究竟有什么，答案也许比我们预期的更快到来。