驚爆科學！經典重力也可能讓物質「量子糾纏」？

記者林育如／編譯

倫敦大學皇家霍洛威學院的物理學家 Joseph Aziz 和 Richard Howl 提出一個大膽理論：即便重力是傳統經典形式，它仍可能讓量子物質產生「類似量子糾纏」（quasi-entanglement）的現象。這一發現挑戰了科學界對量子重力的既定想像，或許將改寫我們對重力與量子世界的理解。

長久以來，物理學家一直在尋找統一量子力學與廣義相對論的方法。量子力學描述微觀世界，廣義相對論則掌握宏觀宇宙和重力，但這兩套理論至今仍互相矛盾。Aziz 與 Howl 的研究指出，即使重力不是量子化的，它也可能與量子物質互動，進而產生類似糾纏的效應。

這個想法源自物理大師理查德·費曼在1957年的經典思想實驗：將一個物體（例如蘋果）置於量子疊加狀態，即同時存在於兩個位置，觀察其重力場是否也進入量子疊加。傳統認為，只有當重力本身是量子化時，才能出現物質間的糾纏。然而，Aziz 和 Howl 發現，即便重力是經典的，它也可以透過「虛擬粒子」與量子場互動，使物質出現類似糾纏的效應，但強度遠低於真正的量子重力。

這意味著，未來的實驗可能會觀察到物質間的量子相關性，即便重力未量子化。舉例來說，兩個自旋互相糾纏的粒子，如果測量其中一個，另一個自旋狀態立即可知；在經典重力下，這種關聯性會大幅下降，需要重複大量實驗才能看到效果。

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Howl 強調，他們的研究並不否定量子重力的存在，也不意味量子重力無法區分。這項研究只是提醒科學界，經典重力可能比想像中更複雜，甚至在微觀世界中發揮微妙作用。雖然要在實驗中驗證這一理論仍極具挑戰，需要消除 decoherence 等干擾，但未來幾十年，費曼的思想實驗或許真的能上實驗台，揭開量子重力的神秘面紗。

Aziz 和 Howl 的論文於10月22日發表在國際頂尖期刊《Nature》，立刻引起物理界熱烈討論，也讓人期待量子世界與重力之間的秘密，可能比我們想像的更加驚人。

資料來源：Space.com、NASA