科学家称“宇宙的 DNA”或为统一物理缺口

1953 年，当分子生物学家 弗朗西斯·克里克 服用 致幻剂 LSD 时，他的大脑因著名的灵感整合了之前所有关于人类 DNA 的研究，构想出了双螺旋结构的图像。七十多年后，数学家罗伯特·蒙乔认为他发现了一个同样重要的双螺旋结构——但这次不是作为人类 DNA 的结构，而是作为时空本身的结构。

“我们的研究完成了阿尔伯特·爱因斯坦将引力和电磁力纳入同一几何理论的尝试中未竟的工作，”西班牙圣路易斯大学的数学教授蒙乔告诉 Salon。虽然时空遵循类似于人体的工程蓝图这一情况似乎是个奇怪的巧合，但蒙乔认为这是完全合乎逻辑的。

“物理学和分子生物学之间的实际联系在于，曲率和扭转是粒子路径和设计稳定结构的最可能解决方案（当力作用时能量最小），”蒙乔说。“与 DNA 的这种比喻更多的是一种隐喻，但在某种程度上，正如所提到的，在解决路径方面存在联系。”

和 鲁特维格·坎波阿莫尔-斯图尔斯伯格博士和数学同事阿尔瓦罗·罗德里格斯·阿贝拉合作，蒙乔进行了广泛的代数和其他数学计算——其中大部分取材于现有的理论物理研究成果——以得出他们的结论。他们的研究于 10 月发表在《广义相对论与引力》杂志上。

蒙乔的理论有助于将牛顿引力的科学概念与我们对电磁学的知识统一起来。爱因斯坦坚信这样一个统一的理论是存在的，在他有生之年证明了他的相对论适用于牛顿力学以及其他涉及电磁学、光学、电路和磁路的重要概念。

“这已经是力学变换的第一次统一，因为在此之前物理学被认为是两个不同的世界，”蒙乔解释说，将物理学家艾萨克·牛顿的物理学概念与同样具有基础地位的物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦提出的概念进行对比。“然后爱因斯坦将他的想法推广到引力的相对性（广义相对论，1915 - 1916 年），并努力了十多年来改进它，但他无法完成电磁力的工作。我们的工作恰恰针对这一要点：我们能够进行运动变换，从而能从相同的时空方程中推导出引力和电磁力。”

德约杰·米尼克博士是得克萨斯大学奥斯汀分校物理学、粒子和弦理论方面的教授，对这些结论不太确定。他指出，爱因斯坦所设想的概念统一理论——超平行引力——存在着“各种各样的问题”，首先是局部 洛伦兹对称性，即物理学中对于相对彼此运动的所有观察者来说，定律都是相同的理论。

“说物质相互作用都源自经典时空的度量，至少从表面来看，意味着量子时空——不管从经验角度意味着啥——实际上起不了任何作用，”米尼克说。正如我们所知，物质是量子的，如果物质来自时空度量，那么在量子和经典相关性之间观察到的区别会发生什么——例如量子概率会相互干扰，经典概率则不会。”

“现在，作者们称时空坐标为矩阵，可这对于经过实验测试的标准模型而言意味着什么呢？要知道其量子场可是存在于经典时空中的。”米尼克继续说道。“这种方法对于所观测到的真空能量（也就是宇宙学常数）以及基本粒子的观测质量会产生怎样的后果呢？”“真空能量”一词指的是渗透整个宇宙的能量背景，无论是在真空中还是在真空外。宇宙学常数是爱因斯坦广义相对论的一个著名部分，指的是在所有相关场方程中存在的任意常数。最后，基本粒子是质子、电子、中子和所有小于原子的其他粒子。

尽管作者们觉得时空坐标是矩阵，可米尼克却说：“我没看出这一说法有啥深刻的后果！在那个矩阵值的时空当中，量子关联会咋样呢？它们是否满足量子贝尔界？量子概率是咋计算的？波恩规则仍然有效吗？是否有任何新的可测试的预测？”

贝尔定理指的是量子力学如何预测纠缠电子，使它们具有非局域性——通常被称为“远距离的幽灵作用”。波恩规则将量子理论的数学与实验结果联系起来，这首先使该领域成为一个合法的科学学科。好像这个新的宇宙理论还有好多需要解释的地方呢。米尼克反而认为，爱因斯坦引力和物质标准模型背后的量子理论是引力化量子理论。

“在这种方法里，与量子概率的玻恩规则相联系的、当下固定的量子理论几何架构变得具有动态性，这类似于广义相对论中的动态时空度量。”米尼克说道。

“这最终和超弦理论有关联，它是一种从本质上讲非交换且类似于相空间的弦理论表述。”

“他们的方法试图阐释清楚宇宙常数以及轻子和夸克的特性。”

“有一个新的预测，其与内在的三重（及更高阶）量子干涉以及一个能够通过实验进行测试的动态玻恩规则有关，”米尼克讲。

“总的来讲，我们需要量子引力实验，而不单单是理论。有了实验，我们就能拥有真正的科学，这是我们在力求更好、更全面地理解宇宙时都期望的。”

“和米尼克不同，哈佛大学的理论物理学教授阿维·勒布博士称赞这篇论文“技术含量颇高，还提供了一种新颖的数学方式，以统一的几何形式来描述粒子之间的相互作用，涵盖了引力和电磁力。”

“勒布接着补充道，其结果能够用于创立量子力学和引力的新统一方案，双螺旋结构的更深远意义在于它“仅仅是一个数学结果，和生物学没有关系。它出现在这里以及人类 DNA 中的情况是一个明显的巧合。”