天天看點

時間真的是一種幻覺?最新理論研究暗示,時間可能源于量子糾纏

作者:伊斯情感

實體學家認為,如果現實的本質是量子化的,那麼時間可能源于将量子物體聯系在一起的量子糾纏。

時間的本質一直是一個令人着迷的。通常情況下,我們會将時間視為描述實體世界的最為基礎的概念之一。然而,意大利國家研究委員會的實體學家 亞曆山德羅·科波( Alessandro Coppo )最新 所做的研究揭示了一個新的可能:時間可能源于量子糾纏。 量子糾纏是量子力學中的一種詭異現象,指的是幾個量子物體在互相作用後,即使相隔遙遠的距離,仍能保持着某種聯系,并能瞬間影響彼此的狀态。

時間真的是一種幻覺?最新理論研究暗示,時間可能源于量子糾纏

目前的時間概念是不一緻的? 科波指出,幾個世紀以來,實體學家一直将時間視為現實的一個基本要素,無需尋求更深層次的解釋。然而,發生在 20 世紀的科學革命,特别是廣義相對論和量子力學的提出,改變了我們對時間的了解。 在廣義相對論中,時間與空間交織在一起,共同組成了宇宙的基本架構,而且任何有品質的物體都能彎曲周圍的時空,進而影響時間的流逝。但在量子力學中,時間卻回到了牛頓的絕對時間觀,獨立于量子系統之外,而且觀察者需要借助于系統之外的時鐘來記錄時間的流逝。 廣義相對論和量子力學分别描述了宏觀世界和微觀世界的實體現象,但許多實體學家認為,時間這一概念應該在宏觀與微觀尺度上保持一緻。而科波和他的同僚一直緻力于尋找一種統一的時間概念 。

時間真的是一種幻覺?最新理論研究暗示,時間可能源于量子糾纏

時間源于量子糾纏的理論驗證 為此,科波等人 深入探索了一個來自上世紀 80 年代的理論: 我們所觀察到的物體随時間變化的現象,實際上是由于該物體與一個時鐘處于量子糾纏狀态所導緻的。根據這一理論,一個處于糾纏系統之外的觀察者将會看到一個完全靜止的宇宙。在這裡,時間并不是一個基礎的概念,而是量子糾纏的産物。 為了驗證這一理論,科波等人建構了一個數學模型。他們采用了一個由理論上的微型磁體組成的系統當作時鐘,并讓這個磁體系統與量子振蕩器(相當于量子版本的彈簧)糾纏在一起。實體學家選擇這個數學模型是因為它在數學上易于了解。 科波等人發現,量子振蕩器的行為可以利用薛定谔方程的一個特殊版本來描述。薛定谔方程可以用來預測量子事物的行為,但在這裡,薛定谔方程中的時間變量被替換成了描述量子糾纏狀态的變量。 随後,這些實體學家又進行了一次計算,但假設磁體和振蕩器變得足夠大,以至于它們不再受量子效應的影響。他們發現,方程變成了類似于描述經典物體行為的實體方程,但标記振蕩器行為各階段的變量仍被替換成了描述量子糾纏狀态的變量。 科波等人的研究表明,時間變量與描述量子糾纏狀态的變量等價。他們認為,如果現實的本質是量子化的,那麼時間可能正源于量子糾纏。

時間真的是一種幻覺?最新理論研究暗示,時間可能源于量子糾纏

有助于廣義相對論和量子力學的統一? 如果這一理論是正确的話,那麼當我們感覺到時間的流逝時,實則是世界中量子糾纏現象的展現。一些實體學家推測,在宇宙最開始的時候,并不存在任何量子糾纏現象,此時的觀 察者将不會看到任何變化,宇宙中的一切都是靜止的。 科波等人的研究目前僅限于理論層面,那麼這一理論能否通過實驗來驗證呢?一些實體學家認為,在深入探究時間的本質并開展相關實驗之前,這一理論或許還需進一步的豐富和完善。 此外,根據量子力學原理,時鐘必須與其他事物産生互相作用,才能糾纏在一起。 實體學家認為,了解時間如何從這種互相作用中産生的,可能為統一廣義相對論和量子力學提供關鍵線索 。