赤纬

理論中的洞

我们的故事从一个多世纪前开始。

1915年11月，爱因斯坦提出了广义相对论场方程，推翻了经典的引力概念。广义相对论认为，宇宙中的一切引力现象，不管是苹果从树上掉下来，还是遥远星系的旋转，都是所处的时空发生了弯曲而引发的。引力被看成了时空弯曲的体现，而不是两个天体质量的相互吸引。

一个多世纪来，广义相对论经受了越来越精细的天文观测的考验，然而，物理学家们对它的怀疑却逐渐增加。这个理论把时空描述为连续光滑的背景。当大量物质聚集在一个很小的地方时，可能把这里的时空弯曲得如此严重，会产生一个黑洞——一个具有超强引力的时空结构，以至于几乎没有什么物质可以从中逃离出去。这时，问题就来了。

黑洞虽然是广义相对论早期的一个预言。但是在20世纪70年代，以色列物理学家雅各布·贝肯斯坦和英国物理学家斯蒂芬·霍金借助于量子理论，推导出一个关于黑洞的奇怪结果：黑洞既有温度，也有熵。熵是衡量系统混乱程度的物理量，一个系统越混乱，熵也就越高。

但是，如果黑洞只是光滑时空的极端结构，那么它应该没有任何子结构啊，哪儿来的熵呢？许多物理学家认为，引入量子力学而产生的这个矛盾表明，爱因斯坦的理论并不是完整的，也就是说它不是现实的完全写照。

鬼魅般的超距作用

但爱因斯坦并不这么认为，他反过来指控量子理论是不完整的。而且在1935年，爱因斯坦与他的同事鲍里斯·波多尔斯基、纳森·罗森一起发表了一篇论文，揭露了他们所找到的量子理论中最大的谬论。……