组合在一起的方式 。 ” 这种组合的关键可能是一 种被称为量子纠缠的奇怪现象 ，这是粒子之间可能存在的一种 不可思议的关联 ， 两个纠缠的粒 子即使相隔很远 ， 对其中一个粒 子进行操作也会对第二个粒子 造成影响 。 IfQ 的首席研究员、 宾夕法尼亚大学物理学家维贾 伊·巴拉苏布拉马尼亚恩说：“最 近有人提出了一个极为诱人的 方案：时空的结构是由更基本的 某种‘时空原子’通过量子纠缠 编织而成的 。 如果这是真的 ， 那 实在是神奇 。 ” 这个想法背后的推理过程
来自物理学家先前的一些发现 ，比伊利诺伊大学香槟分校的笠 真 生 和 京 都 大 学 的 高 柳 匡 在 2006年合作发表的论文表明 ， 时 空的几何结构和纠缠存在着关 联 。 在这项工作的基础上 ， 2013 年 ， 普林斯顿高等研究院的物理 学家胡安·马尔达西纳和斯坦福 大学的物理学家伦纳德·萨斯坎 德发现 ， 如果两个黑洞纠缠在一 起 ， 它们就会产生虫洞 ， 即广义 相对论所预言的一种时空中的 捷径 。 这项发现（根据提出虫洞 和纠缠的科学家的名字 ， 物理学 家 给 两 者 的 关 系 起 了 个 绰 号 “ER=EPR”）和其他相关工作令 人惊讶地表明 ， 过去被认为不涉 及实体联系的纠缠竟然能产生 时空结构 。
要理解纠缠如何产生时空 ，物理学家首先必须更清楚地理 解 纠 缠 到 底 是 怎 样 发 挥 作 用 的 。 自从 1935年爱因斯坦和合 作者预言了量子纠缠以来 ， 就像 爱因斯坦自己形容的那样 ， 这种 现象看上去一直“如幽灵般”神 秘 ， 因为两个相距甚远的粒子竟 然可以发生瞬时联系 ， 这看起来 似乎破坏了一个铁律——任何 东西都不能超过光速 。 最近 ， 科 学家一直在研究几种不同类型 的纠缠 。 常规的纠缠涉及的是 散布在空间中的多个同类粒子 间单个属性（比如粒子的自旋） 的关联 。 但是 ， “常规的纠缠是 不够的” ， 巴拉苏布拉马尼亚恩 说 ， “我已经认识到存在其他形 式的纠缠 ， 那些纠缠与这个重构
时空的项目息息相关 。 ”比如 ， 可 以让不同种类的粒子在同一个 位置发生纠缠 ， 即一种不涉及空 间的纠缠 。 科学家也在着手攻 克由更多数目的粒子相互纠缠 而带来的令人眩晕的复杂性 。科学家期望 ， 一旦认清了纠 缠的机制 ， 他们就能够理解时空 是怎么涌现出来的 ， 就像空气中 原子的微观运动产生热力学和天 气的复杂模式一样 。 这些都是 “涌现”现象 ， 恩格尔哈特说 ， “当 你把镜头拉远 ， 从更宏观的角度 看一个东西时 ， 你会看到与之前 不大一样的图像 ， 你甚至不知这 个图像来自于更小尺度的物理机 制 。 这是IfQ最迷人的地方之一 ，因为我们现在还不清楚时空涌现 背后的基本量子动力学 。
二维理论
这项工作的主要目标是得到 一个理论 ， 能从量子角度来描述 引力 。 但是追求量子引力的物理 学家在过去一个世纪里一直不断 受阻 。 爱因斯坦自己生前就一直 在顽强地寻求这样的理论 ， 但直 到他去世都没有成功 。 IfQ的科 学家寄希望于一种名为全息原理 的理论来帮助他们 。这个原理是指 ， 一些物理理 论可以等价于低维宇宙中更简 单的理论 。 就像一张二维明信 片上面的独角兽全息图 ， 它可以 储存全部的必要信息 ， 来描绘出 独角兽的三维立体形状 。 因为 找到一个可行的量子引力理论 很难 ， 但是按照全息原理 ， 科学 家可以尝试在比我们的宇宙维 度更低的宇宙中找到一个易于 操作的等价理论 。全息原理一个最为成功的 实例是名为 AdS/CFT 对偶（反 德 西 特 时 空/共 形 场 论 对 偶，anti-de Sitter/conformal field theory correspondence的首字母 缩写）的理论 。 这个理论表明 ，我们完全可以通过描述黑洞的 表面行为来描述黑洞本身 。 换 言之 ， 内部（三维的“体”）的物理