7月30日，吉林大學物理學院2016屆唐敖慶班本科畢業(yè)生、物理學院預(yù)留師資王志偉在自然出版集團旗下的《Nature Communications》發(fā)表題為《遠離黑洞視界的普通表面不滿足熱力學定律》(“Surfaces away fromhorizons are not thermodynamic”)的研究成果。王志偉為論文的第一作者兼通訊作者，吉林大學物理學院為論文的第一單位。

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上世紀七十年代，Bekenstein和霍金等人證明了黑洞視界（horizon）具有溫度，黑洞熵正比于其表面積；這一結(jié)論現(xiàn)已廣泛地被理論物理學家所接受。2011年，Erik Verlinde基于普通平面（全息屏）也具有溫度和熵這一假設(shè)，證明了引力只是一種熵力，愛因斯坦方程也可以由此推導出來。這一理論轟動了整個理論物理界，因為這意味著一種包含廣義相對論的更廣泛的理論（相對論++）可能即將產(chǎn)生。文章發(fā)表僅7年就被引逾千次，并于2018年6月份被今日物理（Physics Today）評為自2010年以來最具影響力的5篇物理論文之一（排名第三）。然而，Erik Verlinde文章中普通平面具有溫度和熵這個基本假設(shè)卻是直接推廣自霍金等人的黑洞熱力學定律，沒有經(jīng)過嚴格證明。為驗證這個假設(shè)的真實性，王志偉和其導師Samuel L. Braunstein教授推廣了霍金等人1973年的經(jīng)典分析，嚴格地把關(guān)于黑洞熱力學第一定律的分析從“黑洞視界”推廣到“任意普通平面”。結(jié)果證實，黑洞視界嚴格滿足熱力學第一定律，而普通平面不滿足熱力學第一定律，這就意味著普通平面并不具備熱力學意義上的溫度和熵。所以Erik Verlinde文章中關(guān)于普通平面具有溫度和熵的基本假設(shè)是錯誤的。王志偉和Braunstein的研究結(jié)論從根本上證明了這一理論和廣義相對論是不相容的，同時Erik Verlinde提出的理論也并不是包含廣義相對論的新理論。

另外，Kip Thorne（2017年諾貝爾物理學獎得主）于上世紀八十年代猜想黑洞的延伸視界應(yīng)該也是符合熱力學第一定律的，然而30多年來沒人能證明這一猜想。王志偉和Braunstein教授的工作也第一次嚴格證明了這一猜想的正確性。

這項研究工作使依賴于全息屏的量子引力學分支由原來的直接包含廣義相對論變成與之不相容，將逼迫這一理論重新討論其基本假設(shè)；如果討論不成功，將有可能徹底終結(jié)這一新興理論。與此同時，延伸視界符合熱力學規(guī)律的猜想第一次得到嚴格證明，由猜想變成了擁有更穩(wěn)定根基的理論。

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文章發(fā)表后，王志偉和Braunstein教授接受了科學媒體Phys.org的專訪。Phys.org以“Study finds flaw in emergent gravity”為題對該研究工作進行了報道。迄今，該報道已經(jīng)被包括被Inquisitr在內(nèi)的多個新聞網(wǎng)站轉(zhuǎn)載、轉(zhuǎn)發(fā)700余次。

王志偉曾獲吉林大學自強自立標兵，物理學院院長獎學金，本科期間曾以第一作者兼通訊作者在“Scientific Reports”上發(fā)表研究論文。

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