科學家稱“宇宙的 DNA”或爲統一物理缺口

1953 年，當分子生物學家 弗朗西斯·克里克 服用 致幻劑 LSD 時，他的大腦因著名的靈感整合了之前所有關於人類 DNA 的研究，構想出了雙螺旋結構的圖像。七十多年後，數學家羅伯特·蒙喬認爲他發現了一個同樣重要的雙螺旋結構——但這次不是作爲人類 DNA 的結構，而是作爲時空本身的結構。

“我們的研究完成了阿爾伯特·愛因斯坦將引力和電磁力納入同一幾何理論的嘗試中未竟的工作，”西班牙聖路易斯大學的數學教授蒙喬告訴 Salon。雖然時空遵循類似於人體的工程藍圖這一情況似乎是個奇怪的巧合，但蒙喬認爲這是完全合乎邏輯的。

“物理學和分子生物學之間的實際聯繫在於，曲率和扭轉是粒子路徑和設計穩定結構的最可能解決方案（當力作用時能量最小），”蒙喬說。“與 DNA 的這種比喻更多的是一種隱喻，但在某種程度上，正如所提到的，在解決路徑方面存在聯繫。”

和 魯特維格·坎波阿莫爾-斯圖爾斯伯格博士和數學同事阿爾瓦羅·羅德里格斯·阿貝拉合作，蒙喬進行了廣泛的代數和其他數學計算——其中大部分取材於現有的理論物理研究成果——以得出他們的結論。他們的研究於 10 月發表在《廣義相對論與引力》雜誌上。

蒙喬的理論有助於將牛頓引力的科學概念與我們對電磁學的知識統一起來。愛因斯坦堅信這樣一個統一的理論是存在的，在他有生之年證明了他的相對論適用於牛頓力學以及其他涉及電磁學、光學、電路和磁路的重要概念。

“這已經是力學變換的第一次統一，因爲在此之前物理學被認爲是兩個不同的世界，”蒙喬解釋說，將物理學家艾薩克·牛頓的物理學概念與同樣具有基礎地位的物理學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出的概念進行對比。“然後愛因斯坦將他的想法推廣到引力的相對性（廣義相對論，1915 - 1916 年），並努力了十多年來改進它，但他無法完成電磁力的工作。我們的工作恰恰針對這一要點：我們能夠進行運動變換，從而能從相同的時空方程中推導出引力和電磁力。”

德約傑·米尼克博士是得克薩斯大學奧斯汀分校物理學、粒子和絃理論方面的教授，對這些結論不太確定。他指出，愛因斯坦所設想的概念統一理論——超平行引力——存在着“各種各樣的問題”，首先是局部 洛倫茲對稱性，即物理學中對於相對彼此運動的所有觀察者來說，定律都是相同的理論。

“說物質相互作用都源自經典時空的度量，至少從表面來看，意味着量子時空——不管從經驗角度意味着啥——實際上起不了任何作用，”米尼克說。正如我們所知，物質是量子的，如果物質來自時空度量，那麼在量子和經典相關性之間觀察到的區別會發生什麼——例如量子概率會相互干擾，經典概率則不會。”

“現在，作者們稱時空座標爲矩陣，可這對於經過實驗測試的標準模型而言意味着什麼呢？要知道其量子場可是存在於經典時空中的。”米尼克繼續說道。“這種方法對於所觀測到的真空能量（也就是宇宙學常數）以及基本粒子的觀測質量會產生怎樣的後果呢？”“真空能量”一詞指的是滲透整個宇宙的能量背景，無論是在真空中還是在真空外。宇宙學常數是愛因斯坦廣義相對論的一個著名部分，指的是在所有相關場方程中存在的任意常數。最後，基本粒子是質子、電子、中子和所有小於原子的其他粒子。

儘管作者們覺得時空座標是矩陣，可米尼克卻說：“我沒看出這一說法有啥深刻的後果！在那個矩陣值的時空當中，量子關聯會咋樣呢？它們是否滿足量子貝爾界？量子概率是咋計算的？波恩規則仍然有效嗎？是否有任何新的可測試的預測？”

貝爾定理指的是量子力學如何預測糾纏電子，使它們具有非局域性——通常被稱爲“遠距離的幽靈作用”。波恩規則將量子理論的數學與實驗結果聯繫起來，這首先使該領域成爲一個合法的科學學科。好像這個新的宇宙理論還有好多需要解釋的地方呢。米尼克反而認爲，愛因斯坦引力和物質標準模型背後的量子理論是引力化量子理論。

“在這種方法裡，與量子概率的玻恩規則相聯繫的、當下固定的量子理論幾何架構變得具有動態性，這類似於廣義相對論中的動態時空度量。”米尼克說道。

“這最終和超弦理論有關聯，它是一種從本質上講非交換且類似於相空間的弦理論表述。”

“他們的方法試圖闡釋清楚宇宙常數以及輕子和夸克的特性。”

“有一個新的預測，其與內在的三重（及更高階）量子干涉以及一個能夠通過實驗進行測試的動態玻恩規則有關，”米尼克講。

“總的來講，我們需要量子引力實驗，而不單單是理論。有了實驗，我們就能擁有真正的科學，這是我們在力求更好、更全面地理解宇宙時都期望的。”

“和米尼克不同，哈佛大學的理論物理學教授阿維·勒布博士稱讚這篇論文“技術含量頗高，還提供了一種新穎的數學方式，以統一的幾何形式來描述粒子之間的相互作用，涵蓋了引力和電磁力。”

“勒布接着補充道，其結果能夠用於創立量子力學和引力的新統一方案，雙螺旋結構的更深遠意義在於它“僅僅是一個數學結果，和生物學沒有關係。它出現在這裡以及人類 DNA 中的情況是一個明顯的巧合。”