在基础层面上研究物理学的新方法构造理论会改写物理学吗

　　几乎所有的物理学都可以归结为以下几点：第一，用数字描述宇宙的某些方面，例如温度、压强、速度等；第二，提出一组方程来预测这些数字随时间的变化；第三，通过一些基础状态来预测系统未来的发展；第四，用实验对这些预测进行检验。简而言之，物理学是通过将动力学定律应用于某些输入状态而预测输出状态。
　　当这些预测与现实相符时，我们认为这些定律是正确的。这种描述世界的力学方法非常成功。事实上，很难想象还有其他方法来研究物理。但是，这种力学方法可能已经达到了极限：对于宇宙的每个方面我们都有一套单独的等式，但是如果这些理论真的是正确的，那么它们最终应该汇集成一个主理论。
　　量子力学在处理微观问题非常有效，而广义相对论在宏观方面占据主导地位。但是，到目前为止，将二者结合起来的主理论至今仍未得到我们的理解。近一个世纪以来，物理学家一直试图提出描述宇宙的万物理论，但都失败了。有些人开始怀疑，我们是否需要重新思考如何在基础层面上研究物理学。2012年，牛津大学的两位科学家就提出了构造理论的研究方法。
　　构造理论的基本原理较简单，它是关于特定过程是否可能的二元事实。它使用广义相对论和量子力学等理论，以及更基本的守恒定律或原理，来排除不可能的输出状态，输入和输出之间的转换称为任务。构造理论受到信息论和量子计算理论的启发，如果量子计算机在原则上可以模拟物理中的任何过程，那么所有的物理都可以用量子计算理论来表达。
　　构造理论的强大之处在于，它允许我们探索物理学，而不必求解详细的运动方程。这让我们可以对系统的行为做出更一般的描述，它也有可能让我们理解我们所不知道的动力学定律的另一些方面，例如理解量子力学和广义相对论的结合。
　　构造理论的一个目标是，将关于什么是可能的和什么是不可能的陈述形式转化为为一种＂可能性代数＂。构造理论的核心是以信息论为基础，并使用集合论等相关工具，它侧重于信息能做什么和不能做什么。这意味着，即使我们不知道系统的动力学定律，我们没有完整的力学理论时，也可以应用构造理论。
　　例如，使用构造理论来描述一个场景，以测试引力是否在本质上是量子的，虽即使我们还没有量子引力理论。对于量子信息系统，有一个特定的任务是可能的，而在经典系统是不可能的。Aharonov-Bohm效应是一种量子力学效应，以前只在电磁力中出现过。如果引力也出现了类似的Aharonov-Bohm效应，那么就可能暗示引力在本质上是量子的。
　　这种方法是非常方便的，因为它给了我们一个量子引力的实验测试，不需要特定的量子引力理论。幸运的是，1月13日发表在《科学》杂志的一篇文章显示，引力也表现出了Aharonov-Bohm效应。