北京
1973年，约翰·阿奇博尔德·惠勒用两句话定义了空间与物质的关系：“空间作用于物质，告诉它如何运动。反过来，物质反作用于空间，告诉它如何弯曲。”这两句话精妙概括了爱因斯坦的广义相对论，但也埋下一个理论物理至今未解的难题：在量子宇宙模型中，让空间和物质如所说的那样相互作用，异常困难。
爱因斯坦把引力描绘成时空的几何弯曲。一个流行的比喻是，床垫般的时空结构上放一个保龄球般的恒星，重量压出凹陷——物质告诉时空如何弯曲。行星像小球滚过凹陷，路径因此改变——时空告诉物质如何运动。但这个类比在黑洞面前失效了。恒星死亡塌缩后，质量浓缩至难以想象的密度，床垫上的凹陷变成撕裂底部的深坑。一旦小球落入撕裂处，不再受结构引导，类比崩溃，科学家需要新理论。
上世纪90年代末，物理学家获得意外突破。他们发现，如果视时空为纯粹量子粒子的集合，就有可能以全新方式描述黑洞——包括那个撕开的裂口。此后数十年，理论家不断探索这种由量子粒子构建的时空如何运作。他们找到了进展：粒子之间的纠缠赋予了时空结构，构建起物质可以运动的环境，满足了惠勒第一句话的条件。但惠勒第二句话的起源一直是个谜——在他们的模型里，物质不会告诉空间如何弯曲。保龄球放在床垫上，没有制造出凹陷。
直到现在。弗吉尼亚理工大学的Charles Cao等物理学家最近确定了量子粒子如何赋予时空可弯曲的特性。在近期一系列工作中，多个团队识别出量子力学的一个特征，Cao称之为“空间的织物柔顺剂”。这是一种被称作“魔术”（magic）的量子性度量。
“没有魔术，事情就有点太简单了，”加州理工学院的物理学家John Preskill说，他参与了Cao最新论文的贡献。他补充道：“量子时空可没那么简单。”
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