光經過介質，穿過物質原子嘅格子結構時，其實係用唔同機率走勻唔同路徑，並同自己「搞埋一齊」，進行干涉（interference），情形就好似用光子進行雙縫實驗（double-slit experiment）咁。哩個「條條大路通羅馬」嘅現象係量子力學微觀世界獨有，就算光源幾弱，只係一粒光子都會發生。當你將行唔同路徑嘅光子，佢哋嘅波函數（wavefunction）加埋一齊，最後得出嘅就係折射嘅結果。哩個係量子力學嘅費曼路徑積分表述（path integral formalism），係而家物理學家研究量子力學入面重要，經常被應用喺量子場論（quantum field theory）嘅工具。
的確，真空顧名思義就係一個冇任何物質嘅空間狀態。由古希臘開始，人類就不停咁爭論所謂真·真空究竟現實上有冇可能存在。當中哲學家亞里士多德（Aristotle）提出「恐怖真空/自然界厭惡真空」（horror vacui or “nature abhors a vacuum”）嘅假說，話自然界唔存在真空哩樣嘢。不過受科技同物理知識嘅限制，當時哩啲爭論只係留於哲學層面或思想實驗階段，直到17世紀西方先真正開始出現物理實驗嘅研究。
答案其實並唔係咁簡單，雖然喺宏觀上真空睇落好似乜都冇，但當放大到量子力學層面時，真空其實比你想像中複雜好多。就算將一個空間內嘅所有物質、空氣抽出，甚至真係做到將個空間完全同外界隔絕，空間嘅溫度達至絕對零度*，哩個空間都唔會係完全乜都冇嘅真·真空。根據量子場論（quantum field theory, QFT），宇宙入面嘅空間無時無刻都充斥住好多唔同大大小小嘅量子場。而粒子或物質其實係哩啲量子場喺唔同地方唔同嘅局部激發態（local excitation）嚟，每一種基本粒子對應住一種量子場，就好似光子係電磁場量子版本嘅局部激發態、電子/正電子係狄拉克電子場嘅局部激發態咁。
上星期三，近代物理學界嘅偉人之一嘅霍金（Stephen Hawking）終於喺睡夢中與世長辭，享年76歲。各媒體、普羅大眾紛紛一窩蜂悼念呢位繼愛因斯坦後最出名，最受大眾認識嘅宇宙學及理論物理學家。不過除左知道霍金係肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）或簡稱凍人症患者，早年已經飽受呢個罕見疾病折磨，甚至被一開始被診斷只係淨番兩年命，但直到最後佢仍然不屈不撓繼續做研究，同個病搏鬥嘅勵志故事，或者睇過吓但睇完都未必知講乜，佢一系列科普著作好似《時間簡史》（《A brief history of time》）或電視節目外，你對佢嘅學術成就又有幾多認識呢？
呢個方法喺研究量子重力有用喺因爲喺相對論中，屬於偽黎曼流形（pseudo-Riemannian manifold）嘅時空，一個運算上較麻煩嘅流形，喺威克轉動後會變成黎曼流形（Riemannian manifold），一個相對運算上較容易，物理學同數學家比較熟識嘅流形。簡單嘅例子就好似狹義相對論（special relativity）中嘅4維閔可夫斯基時空（Minkowski space）喺威克轉動後會變成大家都好熟識，中小學已經有教嘅歐幾里得空間（Euclidean space）咁，只係由3維變咗4維。歐氏量子重力就係一個廣義相對論經過威克轉動，然後再做量子化（quantisation）得出嘅量子場學（quantum field theory）重力模型。
呢個理論由霍金喺1978年提出，而佢喺呢方面最著名嘅研究係同另一位理論物理學家哈圖（James Hartle）循呢個方向，研究宇宙喺接近大爆炸開始時嘅邊界條件（boundary conditions），提出咗另一個被大眾媒體廣泛引述，被寫入個人科普著作《時間簡史》同佢不時提起嘅劃時代理論—哈圖-霍金量子態（Hartle-Hawking state）。乜話？未聽過？換個名或者講法，叫宇宙無邊界條件模型你應該聽過啩？呢個模型講嘅係假設如果我哋可以好似量子力學描述粒子狀態咁用一個波函數（wavefunction）去描述宇宙，喺歐氏量子重力嘅框架下當你考慮同「加晒」宇宙所以可能發生嘅歷史後#，佢哋發現宇宙喺大爆炸發生嗰刻嘅奇點（singularity），一樣代表著理論失效嘅嘢會被移除，而宇宙喺呢刻時空冇所謂邊界，即係唔需要邊界條件（no boundary conditions），宇宙同時間係冇所謂起點，所以講時間同空間喺大爆炸前係冇意思，因為定義唔到。最常見，多人講嘅比喻就係好似霍金講咁，喺2維地球表面上當你身處北極時問比北極仲要北嘅係乜根本冇意思。由於呢個模型唔需要設定最開始喺大爆炸時嘅邊界條件係乜，所以霍金喺解釋呢個模型時講過 “If the universe has no boundaries but is self-contained… then God would not have had any freedom to choose how the universe began.”，亦喺《時間簡史》入面講過「我哋唔一定需要神去解釋宇宙超源同大爆炸點嚟」（the existence of God was not necessary to explain the origin of the universe）。
【“This doesn’t prove that there is no God, only that God is not necessary.” Hawking, source: Der Spiegel (17 October 1988)】
#呢到「加晒」講嘅係一個量子場學概念，詳見路徑積分表述（path integral formulation）
論盡物理宇宙 - 某80後物理學博士的科普blog 
