被叫"下一个爱因斯坦"，她回了一句"胡说"：全息理论到底在算什么

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被媒体称作"下一个爱因斯坦"的物理学家萨布丽娜·帕斯特斯基（Sabrina Pasterski），在被问到怎么看这个称号时，回答得很干脆："这是胡说。

"她补了一句："首先我不觉得自己配得上。

我现在尽量把它往好处用——炒作能给你一个平台。

" 这段对话发生在伦敦一场会议的间隙。

原定的帐篷因为帆布被风吹得哗哗响，两人只好挪到附近一座教堂礼堂。

隔壁唱诗班正唱着关于天堂的歌，帕斯特斯基说，她的研究和"天球"有关，还和基督教里"三位一体"的概念有点像——同一个东西可以有不同表现形式。

她不是信徒，但从小在天主教家庭长大，这种"等价却有不同面貌"的感觉，恰好是她工作的核心之一。

她研究的东西叫 天球全息 （celestial holography），目标是证明物理学里两套看似分开的描述其实可以等价。

要理解这件事，得先看物理学的两根支柱：一边是爱因斯坦的广义相对论，核心是平滑弯曲的时空；

另一边是量子理论，把现实看成一份一份不连续的能量。

问题在于，这两套理论从根本上互不相容。

很多物理学家的心愿，是找到统一两者的办法，也就是量子引力理论。

1997年，胡安·马尔达西那（Juan Maldacena）提出过一种引人注目的对偶：想象一个三维的时空圆柱体，内部有空间、时间、粒子、引力的一整套描述，表面则是纯量子的；

他证明这两种描述是等价的，可以互相翻译。

换句话说，宇宙像一张全息图，我们所在的现实可能只是某个更简单、更低维基础的投影。

麻烦在于，马尔达西那的想法——后来被称为AdS/CFT对应——只适用于一种特定类型的弯曲时空，和我们真正身处的"平坦"时空不是一回事。

天球全息想做的，就是把这个技巧搬到真实宇宙里。

这件事极难，但正是它许诺的方向。

帕斯特斯基的假设从粒子碰撞出发：碰撞碎片朝四面八方飞散，每一块量子"弹片"都可以标记为无穷远处一个球面上的点，并带上能量等信息。

她把这个球面想成夜空——"你看到星星，觉得它们在无穷远，像一个包住你的球面。

那个二维球面就是天球。

"与其在中间那团混乱里硬算，天球全息选择从边缘的图案重建整个宇宙。

这像是马尔达西那想法的升级版，只不过这次的球面对应我们真实所在的空间——至少几乎如此。

她自己也承认："我也作弊了。

"真实空间在加速膨胀，她的模型里没有。

过去几年，她一直在发展球面边界与真实空间之间的翻译方法。

最初聚焦单个粒子的行为，后来她和纽约石溪大学的贾斯汀·库尔普（Justin Kulp）迈出重要一步，展示了多个粒子情形下该怎么做。

她还研究纠缠——两个粒子即使相隔很远，测量其中一个就能立刻推断另一个的信息。

在AdS/CFT里，物理学家已经证明边界上量子粒子之间的纠缠可以直接产生我们体验到的完整维度世界；

在天球全息里，情况更复杂。

"那在AdS/CFT里理解得很清楚，"帕斯特斯基说，"推广到平坦空间更难。

" 难的一个原因是，天球全息的边界很难保持没有引力——它不是马尔达西那理论里那种盒子或圆柱体的整齐墙壁，而是无穷远处的一个球面，数学因此更乱。

不过她和同事已经开了头，特别是研究球面边界上的纠缠与平坦时空几何之间的联系。

在他们研究的模型里，平坦空间区域对应着边界上比AdS/CFT情形更少的纠缠。

帕斯特斯基把她发展出的那套约束、规则和方程称为天球全息的"语法"。

把四维物理翻译成二维边界描述的"词典"进展很快，但仍有缺失的部分。

这套理论能不能检验？

量子引力的候选理论一向难以做实验，有时需要的粒子对撞机强到根本造不出来。

但帕斯特斯基想过别的探测途径。

虽然假设通常处理粒子碰撞，但它比这更普遍。

"碰撞也可能是黑洞，"她说。

黑洞相撞会产生引力波，科学家认为这些波穿过宇宙某些区域时，会在时空中留下微小但永久的畸变。

大约十年前，帕斯特斯基和同事扩展了这个想法，提出"自旋记忆效应"：畸变的时空还携带引力波角动量或旋转的印记，而这可以直接对应到她在边界上如何运作的主要假设之一，从而可能把我们的四维宇宙和天球全息连起来。

令人期待的是，预计十年内发射的太空引力波天文台LISA，或许能找到自旋记忆效应的证据。

另一个可能是瑞士日内瓦附近欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）。

诀窍在于把LHC的探测器，比如CMS，当成一个全息球面。

"我们这个框架好玩的地方在于，我们可以说无穷远处的边界就是CMS探测器，或者像LISA，"她说，"但你得调整，因为探测器的几何并不完全是球面。

"这意味着物理学家可以翻查对撞机数据，试着辨认她的天球"语法"所预言的模式——比如粒子碰撞时能量分布应当呈现某种几何图案。

研究全息的人到底信不信这套？

数学也许成立，但该多当真？

"我研究的是这些不同理论背后的数学，"帕斯特斯基说，"所以我并不把自己住在全息图里这件事当真——但我觉得问这个问题其实相当有力。

"如果存在两个等价宇宙，哪个才是真实的、更基本的？

如果真实的是天球

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