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。AharonovBohm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AharonovBohm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AharonovBohm效应。