m作为一名理论物理学家，我的目标是将量子理论与爱因斯坦的广义相对论结合起来。虽然有一些关于这种统一的建议，如弦理论和环圈量子引力，但实现完全统一仍然存在许多障碍。
爱因斯坦的理论告诉我们引力是时空弯曲的直接表现。太阳使空间结构弯曲，就像睡觉的人使床垫弯曲一样。行星的轨道，包括地球的轨道，是沿着太阳创造的弯曲空间的轮廓运动。这个理论对光的本质提供了一些批判性的见解。
当我凝视着绘画时，我可以感受到艺术家挑战我重新考虑光明的本质。
然而，量子力学对体质现实说了许多奇怪的事情。例如，我们的经验是占据一个空间区域。但是当量子颗粒通过空间移动时，它同时考虑所有路径，仿佛颗粒的许多副本同时共存。
多年来，我陷入了研究，无法在我职业生涯早期预测的进展。值得注意的是，量子力学仔细地将观察者的角色引入了理论的结构。但它已被证明是难以置信的难以包括观察者在量子时空中的作用。
去年夏末，我有了一个意想不到的突破。贝思雅各布斯,纽约科学院的成员理事会,邀请我和一些朋友对她纽约的公寓来满足奥克斯双胞胎,艺术家获得了关注近年来为他们的图纸以及技术创新和发明他们部署创建它们。一个奥克斯工作,Irwin花园在冬天的盖蒂(2011), an intricate drawing of the famous gardens designed by Robert Irwin at The Getty Museum in Los Angeles, was displayed on the balcony of Jacobs’ apartment overlooking Central Park, with the backdrop of the New York City skyline lit with a warm orange sky moments before sunset.
当我凝视着绘画时，我可以感受到艺术家挑战我重新考虑光明的本质。我开始意识到我不仅应考虑光明的物理学，还要考虑观察者的理论和构思新原则的观察者感知光线信息如何统一量子力学和一般相对性。通过调查Sam Heydt，一名摄影师和多媒体艺术家的划痕 - 电影作品中的时间和量子不确定性，我已经在这条道路上进行了看法，其作品唤起了暂时事件的弯曲。我的思绪在新的灵感上成熟，这里是奥克斯双胞胎提供它。
35岁的Ryan和Trevor Oakes一直在探索视觉感知的影响和光线物理学，因为他们是孩子。在参加纽约市科学和艺术的进步之后，多年的实验和发明新技术，双胞胎利用了在源自球面时更好地描述的光信息。
作者劳伦斯威·威斯科勒总结了他们的过程。2014年，Weschler在纽约国家数学博物馆举行了回顾。他写道，兄弟们在文艺复兴以来的情况下，兄弟们“开发了一个最有趣的突破之一：他们已经提出了一种在凹入网格之前追踪世界的相机突出的曲线精确渲染方法。除了自己的眼睛外，其他光学设备（无镜头，没有针孔）。“
在我认识了奥克斯兄弟之后，我开始深入研究他们的作品。我发现，在它神奇的背后，是一种实验、直觉、近似和技术的实践，与顶级物理学家不相上下。这对双胞胎让我意识到艺术和科学之间相互交流的复杂方式，以及艺术家和科学家之间对话和合作的广阔而未知的领域。在编织成艺术和科学的织物的丝线中，艺术家和科学家发展和开发技术，揭示隐藏的现实，聚焦在我们眼前的秘密。
除了双胞胎用独特的凹面帆布来创作和展示他们的绘画之外，他们用圆形基础来像素化他们的绘画细节也引起了我的兴趣。这让我想起了梵高后期作品中运用的手法，在色彩对光线的反射中，创造出一种几乎是纹理深度额外维度的效果。阴影可以被看作是二维画布上的三维信息。同样地，我也被这对双胞胎对嵌入圆圈的使用以及表达这种选择的技巧所吸引。
奥克斯兄弟也让我思考了爱因斯坦用作阐明和表达方法的“思想实验”的传统。从多年的实验与视觉感知，兄弟们已经嘲笑了解视觉信息的物理形式。
在任何时候，他们在电子邮件中解释说：“我们的眼睛只能收集恰好朝向它们的光线。总的来说，发生在一个人的瞳孔上的任何碰巧的光线是径向地从瞳孔径向施加的，每个光线行驶垂直于隐含球的表面。世界周围的目的可能是不规则和变化的，但感知的是我们整齐地在传入光子的中心的中心生活，这些光子的中心携带关于我们眼睛的不规则围绕的信息。“
为了捕捉这种几何形状的感知，兄弟们在球形凹面上创造了他们的艺术品，而不是传统的平面画面。使用凹面呈现一个场景，如盖蒂博物馆Trevor Oakes说，“与光线的形状相和谐，比平面平面更有意义。”
但是光的物理学对奥克斯兄弟的发现和技术有何看法？实际上很多。我们的故事始于19世纪60年代詹姆斯·克劳克·麦克斯韦的发现，电力和磁力统一融入电磁和相互依存的现象。该发现意味着光是一波起伏的电场和磁场 - 电磁波 - 以光速移动空间。
奥克斯兄弟们已经唤醒了我，以艺术和科学互相通知的复杂方式。
配备了这些知识，一位年轻的爱因斯坦烹制了以下思想实验：“如果我追求光束......我应该观察这样的光束作为在休息时的电磁[波浪]虽然空间振荡。似乎没有这样的东西。“该技术枢转了直觉，创造力和对物理学的基本理解。
爱因斯坦试图想象如果他设法赶上一波灯并冲浪，那么世界上会看起来像什么。他推理他会将电磁波视为休息。这种情况，爱因斯坦意识到，暴露了一个悖论：在麦克斯韦的光理论中，从来没有一种情况，光波可能会休息。这个悖论及其分辨率在发现相对论的核心 - 即使您设法赶上它，光速度始终是固定的价值。这怎么可能？
爱因斯坦意识到，如果你的旅行真的很快，你的手表可以与根本没有移动的人相比勾选。这似乎很奇怪，但这是真的。这意味着即使当你几乎和光线移动时，由于时间被认为是较慢的，并且物体移动的速度取决于在给定时间间隔中覆盖的距离，则似乎似乎似乎移动相同速度，因为它对没有移动的人。
在这种相对性的核心中，认识到，由于这种解决方案，空间和时间必须在四维时空连续体中统一。因此，时间和空间不再是绝对的，而是取决于速度的移动程度。此外，光在空间和时间内不存在;光不仅仅是在空间中分布在时间的空间中的波。像空间和时间一样，光也变为四维实体。在这种观点中，爱因斯坦意识到电场和磁场是四维光波的三维突起;与阳光铸造的二维暗影是您的三维自我的投影。
通过这一实现，我们可以理解双胞胎的球形使用。但我们需要一个比喻。
让我们想象在池塘上滴下石头。每次下降一块石头，我们都会看到圆形波模式从影响点散发出来。水的表面是二维，所得到的波将向外移动作为圆环。如果在环境为3-D的表面下方发生干扰，则发生类似的物质。在这种情况下，波将是一个二维表面，其将像膨胀气泡一样向外移动。
他们的思想是什么，他们以同样的方式到达了这个洞察力，理论物理学家无法解决新的真理。
事实证明，这种物理描述率呈光线。在这种情况下，击中水的石头类似于朝向您的眼睛移动的光源。当双胞胎正确发现时，光信息将留下帆布的每个点 - 作为球形光波。但是当它在空间移动时，为什么灯光想要采取球形波的形式？这是光的四维空间描述是必不可少的。而这就是我对双胞胎的凹凸和球体表示的直觉令人着迷的地方，作为一种试验自己的光明物理学的知识和理论知识的技术。
为了理解为什么光会以膨胀的球面波阵面形式远离光源，我们需要爱因斯坦的狭义相对论。光不仅在空间和时间中运动，爱因斯坦还告诉我们，空间和时间的结构决定了光如何运动。就像风推动帆船运动一样，光也在时空之风中航行。爱因斯坦对他关于乘光波的悖论的解决方案是，空间和时间必须合并到四维时空中。我们不再存在于三维空间中的一点，而是存在于四维时空中的一点。例如，当您坐着阅读本文时，您处于一个特定时间点的三维空间位置。在以后的某个时间，你将存在于四维时空的另一个点上。
这对光线产生了后果。在下面的图中，我们看到光不再是空间的点，而是一个锥体在时空。
这是光照的正确图像，因为它在时空的点创建，并展示了它如何移动到时空中的其他点。随着时间的推移，光线追踪锥体，朝向未来。如果我们追踪单点时间点，我们得到了移动圆环的序列。这些圈子类似于双胞胎在其工作中实现的球形波。现在它完全意识到为什么他们像素化他们的工作邦德街露台有圆圈。
一条光线是四维空间的表现。这种轻锥的等式是众所周知的：X2+y2+Z.2-C2T.2= 0。这个方程如此美丽，值得一说关于它的几句话。意识到等式的左侧取决于三个空间方向（X那y＆Z.)、时间(T)、光速(C）。如果我们要忽略时间，这是三维表面的等式。包含时间方向使得等式描述如上图所示的光锥。下面是一个计算机生成的球形波浪的快照，追踪从其创造点发出的轻锥的不同点。蓝色区域代表球形波的时间发展。
这真的很惊讶，双胞胎到达物理学中最美丽而地球破碎的想法的一个方面 - 单独的光通感知的球形散发。更令人思想的是，他们通过直觉，实验和近似发展自己的技术来实现这一洞察力 - 同样的方式是一个良好的理论物理学家可能想要解除新真理的方式。
双胞胎的工作使我能够深入了解量子力学和重力之间的统一，通过提醒我，即时连接时空和光线，观察者也是如此。精确了解如何在量子重力中纳入观察者，意识到的观察者，仍然缺失。然而，双胞胎提醒我在我的研究中认真对待这个问题。当我看到像奥克斯兄弟这样的艺术家到达并根据自己的实验和直觉就抵达和雇用身体洞察时，我有信心与艺术家继续谈话很好，这可能会让我进入腐败的概念领土，也许是一个solution that I hope will be as beautiful as the twins’ drawings.
Stephon Alexander是棕色大学物理学教授，专门从事理论宇宙和量子重力。他是字符串宇宙学领域的专家，其中超人的物理应用于解决宇宙学中的长期问题。他也是一个爵士乐萨克斯管和作者物理的爵士乐。
