对称性一直是物理学家寻找基本自然规律的指导原则之一。

自然规律具有对称性是什么意思？意味着自然法则在翻转后看起来是一样的，类似于镜子反射。

物理学家们一直在寻找微观世界和宏观世界共有的自然定律，他们希望这样的基本定律在任何情况下都应该是对称的。

然而，两位物理学家近期发现的理论证明：在最基本的层面上，自然并不尊重对称性。

怎么做到的？

物理世界中有四种基本的力：电磁力、强力、弱力和引力。

引力是唯一在量子水平上仍然无法解释的力。它对大物体（如恒星、行星等）的影响很容易被观察到，但当人们试图在基本粒子的小世界中理解引力时，事情就变得复杂起来。

为了试图在量子层面上理解引力，东京卡夫利宇宙物理与数学研究所(Kavli Institute For The Physical And Matharis Of The Universal)所长小百合弘(Hirosi Ooguri)和麻省理工学院(Massachusetts Institute Of The Technology)助理教授丹尼尔·哈洛(Daniel Harlow)从全息原理开始。

这一原理解释了在不受重力影响的二维平面空间上受重力影响的三维现象。这并不是我们宇宙的真实代表，但它足够接近于帮助研究人员研究它的基本方面。

然后，两人展示了量子纠错码是如何解释三维引力现象是如何从二维(如全息图)中突现出来的，与任何对称都不兼容；这意味着这种对称在量子引力中是不可能实现的。

研究人员表明，对称性只影响图表中的阴影区域，而不影响中间点周围，因此不可能存在全局对称性。

他们在2019年发表了他们的科研成果，赢得了期刊编辑的高度赞扬和媒体的高度关注。

想法是如何产生的？

这件事始于四年多前，当时Ooguri偶然看到哈洛的一篇关于全息术及其与量子纠错码关系的论文，哈洛当时是哈佛大学的博士后。

不久之后，两人在普林斯顿高等研究院相遇，当时乌古里在那里休假，哈洛来做研讨会。

“我带着问题去参加了他的研讨会，”Ooguri说。

“后来我们讨论了很多，然后我们开始想，也许他的这个想法可以用来解释量子引力的一个基本属性，即对称性的缺失。”

同时也是美国加州理工学院教授的Ooguri说，新的研究合作和想法往往是从这样的对话中诞生的。

Ooguri至少每两周旅行一次，发表演讲，参加会议、研讨会和其他活动。虽然有些人可能会想，所有的旅行是否都有损于专注于研究，但Ooguri的看法恰恰相反。

“科学进步是偶然的，”他说。

“它经常以你意想不到的方式发生。那种发展仍然很难通过远程交流实现，现在有了电子邮件和视频会议，事情变得更容易了，”他继续说，“但当你写电子邮件时，你必须有东西可以写。当有人在同一栋楼里时，我可以穿过走廊，问一些愚蠢的问题。”

这些愚蠢的问题是基础科学进步的关键。

Ooguri说，与其他领域不同，比如研究人员朝着特定目标努力的应用科学，理论物理学家提出的第一个问题或想法通常不是正确的。

但是，通过讨论，其他研究人员提出的问题源于他们的好奇心，把研究带到了一个新的方向，落到了一个非常有趣的问题上，这个问题有一个更有趣的答案。