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時間是一種幻覺?

2017-10-13 10:00介明達(dá)
大科技·科學(xué)之謎 2017年9期
關(guān)鍵詞:物理學(xué)家量子宇宙

介明達(dá)

時間的流逝,也許是人類經(jīng)驗中最為基本的體驗之一。然而,我們不能說清楚它到底是什么。更糟糕的是,物理定律也說不清楚。

關(guān)于時間,有一個很老的笑話,是說時間是大自然用來避免事情同時發(fā)生的方式。對于我們來說,時間體現(xiàn)在四季的更替,體現(xiàn)在皮膚隨著年齡的增長逐漸起皺。時間似乎永遠(yuǎn)向前不可逆,未來會不可避免地成為過去。不同于空間,時間有著天然的秩序。如果A影響了B,那么B所受影響的發(fā)生時間總會晚于A的行為。就像A向B開了一槍,B死傷在A開槍之后,而不是A開槍之前。這就是我們所感知到的時間的核心特點:一個流動的實體,使得我們的生活有了順序。

但我們的感知有著很大的問題。我們認(rèn)為我們自己生活在現(xiàn)在,以特定的步伐沿著時間軸向前邁進(jìn)。這個意象暗示著,宇宙還存在一種客觀的節(jié)拍器,來決定時間向前走的步伐。那么,這種客觀的節(jié)拍器又是什么呢?

愛因斯坦的相對論是目前描述大尺度下宇宙的最好理論,但是它里面根本就不存在什么客觀的節(jié)拍器。相反,相對論認(rèn)為,時間與空間一起可成為一種可塑的東西,即四維時空,而時間流逝的快慢,會取決于你運動有多快,或者周圍的引力有多強(qiáng)。

量子力學(xué)——另一個基礎(chǔ)物理理論——卻把時間看成了一種外在的東西,完全與相對論相反。量子力學(xué)中,存在著一個客觀的“上帝之眼”,可以讓你處在事物之外看到所有的事件,包括在未來發(fā)生的事件。量子力學(xué)中的計算都依賴于這個時間,但時間本身卻無法用理論來算出。甚至,你也無法準(zhǔn)確測量它:兩個事件發(fā)生的時間如果挨得很近的話,那么根據(jù)量子力學(xué)的不確定原理,你會無法區(qū)分這兩個事件發(fā)生的先后順序。于是,量子力學(xué)中常常有著結(jié)果先于原因發(fā)生的現(xiàn)象。

所以,相對論、量子力學(xué)以及我們的體驗之間,相互都存在著矛盾。

一個希望是,把相對論與量子力學(xué)結(jié)合起來,這可能會揭示出時間的本質(zhì),但物理學(xué)家要找到這種理論,仍需要很長一段時間。

與此同時,一些人認(rèn)為,當(dāng)前最好的線索是來自加拿大物理學(xué)家唐·佩奇和美國物理學(xué)家威廉·伍特斯在30多年前的研究。他們發(fā)現(xiàn),宇宙中的量子糾纏現(xiàn)象(粒子可以瞬時影響彼此的屬性,即使它們相距很遠(yuǎn)),會為宇宙內(nèi)部的觀察者提供時間流逝的錯覺。也就是說,時間的起源可能與量子糾纏有關(guān)。

當(dāng)然,這個理論還很不完善。但我們應(yīng)該抓緊時間去研究時間的本質(zhì),畢竟我們的時間是很有限的。endprint

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