萊比錫的物理學家從量子資訊推導出了著名的愛因斯坦方程式。或許重力與空間本身並非基本的存在，而只是量子場中的資訊「從外部」看起來的樣子。
蘋果落向地面，月球繞著地球旋轉，光線在恆星附近彎曲。一個多世紀前，阿爾伯特·愛因斯坦解釋了箇中緣由：質量與能量會使時空彎曲，而其餘一切只不過是沿著這些彎曲運動。他的方程式運作得完美無瑕——從行星軌道到黑洞。但它們並未回答一個更深的問題：空間為何竟能彎曲？它究竟是什麼？萊比錫大學理論物理研究所的理論物理學家菲利普·多勞與阿爾伯特·穆赫發表於《物理評論快報》——世界上最權威的物理期刊之一——的新研究，提出了一個驚人的答案。愛因斯坦方程式可以從量子資訊推導出來——即記錄在量子場中的那種資訊，那是貫穿整個宇宙的不可見基礎。
這個想法有著著名的前史。1995年，美國物理學家泰德·雅各布森證明，愛因斯坦方程式可以從熱力學定律——關於熱與熵的科學——中得出。在他的方法中，重力類似於氣體的壓力：壓力並非作為一種獨立的力而存在，它源自無數分子的運動。同樣地，重力也可能不是一種基本力，而是某種更深層事物的集體效應——即發生在量子場中的過程。但雅各布森的方法有一個弱點：量子場論中的普通熵會變成無限大，長久以來一直無法把他的論證推進到嚴格的量子形式。
多勞與穆赫找到了迂迴之路。他們不使用普通的熵，而是使用了所謂的量子相對熵——一種衡量量子場的某一狀態與另一狀態有多大區別，亦即有多少量子資訊將它們分隔開的度量。這個量在量子場論中始終是有限的。物理學家比較了量子場的兩個狀態。第一個是真空，即它的基態。在物理學中，這絕非虛空：其中沒有粒子，但量子場持續以漲落顫動，而其所有區域都由一張不可見的量子糾纏之網相互連結。第二個是同樣的場，但其中出現了物質或能量。結果發現，這兩個狀態的「可區分性」恰好等於量子場的能量流經視界——時空中的一個想像邊界——的通量。而根據著名的貝肯斯坦–霍金定律，視界的熵——即它所能儲存的資訊量——與其面積成正比。將兩者聯繫起來，作者便得到了描述量子物質如何彎曲時空的愛因斯坦方程式。
這項研究的主要結論聽起來近乎哲學：時空的彎曲直接源自量子資訊儲存在量子場中的方式。當物質在其中出現時，糾纏的圖樣便發生改變，而場中會留下一種類似資訊的痕跡。我們所感受到的重力，正是這道痕跡。這意味著，重力可能並非自然界的基本力，而是一種次生現象。空間本身亦然。我們所感知的幾何、彎曲與吸引，其實是量子資訊「從外部」看起來的樣子。就像螢幕上的畫面只是繪製它的程式碼的外觀，空間也可能是記錄在量子場中的資訊的外觀。它之所以彎曲，並非因為質量像球壓在繃緊的布料上那樣把它壓陷，而是因為量子資訊本身發生了改變。在我們「實相的密碼」系列先前的文章中，我們講述了量子資訊如何能夠構築空間的幾何並孕育物質。萊比錫的這項研究邁出了下一步：重力本身似乎也誕生自量子資訊。
重要的是要理解這一結果的界限。這並非最終的量子重力理論，物理學尚未解決的首要難題依然懸而未決。作者們是在所謂的半經典近似下工作：量子場是在普通的、非量子的時空背景上被考察的。計算針對某一類特定的場狀態完成，並以貝肯斯坦–霍金定律作為初始假設。物理學家們自己稱其工作為嚴格的論證，而非完備的理論，並計劃將該方法擴展為完整的量子重力。但方向已然明朗。或許蘋果落下並非因為地球吸引它，而是因為由以織成宇宙的量子場中的資訊如此分佈。
