量子力學(xué)揭示時(shí)間為何向前 存在多個(gè)平行宇宙

????北京時(shí)間9月7日消息,據(jù)英國《新科學(xué)家》雜志報(bào)道，沒有一項(xiàng)物理學(xué)基本定律指出時(shí)間應(yīng)該只“前進(jìn)”而不“后退”，但我們卻從未見識(shí)過時(shí)間逆轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，類似破裂的雞蛋突然間重新復(fù)原，溫水中形成冰塊這樣的事情不過是科幻影片中的情節(jié)。一項(xiàng)新研究顯示，時(shí)間箭頭是量子力學(xué)“健忘癥”的一種結(jié)果，這種“健忘癥”擦除了時(shí)間逆轉(zhuǎn)留下的所有痕跡。

????熵越高 信息越少

????形象地說，我們的時(shí)間感被熱力學(xué)第二定律“捕獲”。根據(jù)這一定律，包括從一個(gè)被隔絕的盒子內(nèi)的粒子到整個(gè)宇宙的任何封閉系統(tǒng)，都只會(huì)朝著更為混亂的局面發(fā)展。代表混亂程度的狀態(tài)量——熵只會(huì)呈上升趨勢(shì)。

????在一個(gè)由大型物體構(gòu)成的世界，不斷提高的熵伴隨著熱量流動(dòng)出現(xiàn)，熱量總是從高溫物體傳向低溫物體。此外，熵的變化也可以被描述為一種信息流動(dòng)：系統(tǒng)內(nèi)的熵越高，所包含的信息就越少。

????在量子世界，當(dāng)在更大程度上與外部世界糾結(jié)在一起時(shí)，一滿盒粒子將在熵增加的同時(shí)失去信息。在外部觀察這個(gè)盒子的人可能在更大程度上與之糾纏在一起。這種糾纏涉及到粒子所含信息的流失，提高了觀察者獲取的信息量。麻省理工學(xué)院的洛倫佐·馬科納表示，在這種情況下，熵的不斷升高以及熱力學(xué)第二定律可能只是一種假象，一種量子力學(xué)產(chǎn)物。

????可發(fā)生 不留痕

????根據(jù)量子力學(xué)定律，時(shí)間應(yīng)呈現(xiàn)出對(duì)稱性，既會(huì)“前進(jìn)”，也會(huì)“后退”。馬科納說：“如果仔細(xì)分析這些定律，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)與時(shí)間逆轉(zhuǎn)有關(guān)的一切過程都可以發(fā)生，但這些過程卻沒有留下任何曾經(jīng)發(fā)生過的痕跡?！?/p>

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????將粒子的量子力學(xué)屬性擴(kuò)展到雞蛋的宏觀世界存在問題。馬科納表示，在這種日常尺度下，量子力學(xué)的作用范圍必須超出原子層面，但我們沒有證據(jù)證明存在更大尺度下的量子力學(xué)屬性。

????存在多個(gè)平行宇宙

????馬科納說，如果量子力學(xué)存在多個(gè)世界的理論是正確的，類似這樣的假設(shè)便可能成立。根據(jù)多世界理論，宇宙實(shí)際上由多個(gè)平行宇宙構(gòu)成，任何一種物理學(xué)可能性都可以在平行宇宙上存在。

????伊利諾斯州大學(xué)香檳分校物理學(xué)家邁克爾·魏斯曼表示：“熱力學(xué)第二定律的時(shí)間不對(duì)稱與我們對(duì)這個(gè)世界的認(rèn)識(shí)之間的關(guān)系以前就曾被討論過，但卻是以一種非常不正式的方式，進(jìn)而為這一論點(diǎn)打下更為堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！?/p>

????但魏斯曼同時(shí)指出，這種解釋并不全面，原因就在于建立在人與時(shí)間存在一種特殊關(guān)系這種假設(shè)基礎(chǔ)之上，人類只能形成有關(guān)過去的記憶。他說：“新研究仍需借助于有關(guān)我們思維方式的最初假設(shè)?！?/p>

????加利福尼亞理工學(xué)院的肖恩·卡洛爾表示，這項(xiàng)研究同樣無法揭開一個(gè)更大的謎團(tuán)，即宇宙為何從誕生之初就是物質(zhì)和能量的統(tǒng)一體并且熵的數(shù)值非常低。由于熵在一定程度上代表一個(gè)特殊構(gòu)造的可能性，宇宙最初的低熵狀態(tài)出現(xiàn)的可能性極低。(孝文)