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量子|时间真的在流逝？一种古老数学方法正破解时间谜团( 四 )


量子不确定性
另外 ， 如果物理学家要解决物理学上的时间之谜 ， 他们不仅要应对爱因斯坦的时空连续体理论 ， 还必须结合宇宙从根本上是量子的、由偶然性和不确定性决定的理论 。 但量子理论与爱因斯坦理论描绘的时间图景 ， 截然不同 。 Renner说：“物理学上的两种主要理论量子理论和广义相对论 ， 分别对时间做出了不同的陈述 。 ”他和其他几位物理学家均表示 ， 这种矛盾也引起了更多的分支 ， 比如寻找描述引力的量子理论 ， 或者说描述时空的量子起源 ， 以及了解大爆炸为何发生上的争论 。 “物理学家无论在哪里发现悖论以及遇到问题 ， 最终它们都会归结为时间概念上的矛盾 。 ”
量子力学中的时间是笔直的 ， 而不是曲折的 ， 也不会像相对论描述的时间一样和空间尺度交织在一起 。 此外 ， 对量子系统的测量会“使量子力学中的时间不可逆 ， 否则量子理论将是完全可逆的 ， ”Renner说 ， “所以 ， 我们仍然不太了解时间在这一过程中发挥的作用 。 ”
许多物理学家将量子物理学解释为宇宙是不确定的 。 “例如 ， Chrissakes提出 ， 如果你有两个铀原子 ， 它们在各个方面都是完全相同的：但是其中一个铀原子在500年后衰变 ， 另一个铀原子在1000年后衰变 ， ”在普林斯顿大学高等研究所进修的物理学家Nima Arkani-Hamed说 ， “在每种有意义的条件下 ， 宇宙都是不确定性的 。 ”
   
量子|时间真的在流逝？一种古老数学方法正破解时间谜团
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尽管如此 ， 其他流行的量子力学解释 ， 包括对多世界的诠释 ， 都设法保留了经典的确定性时间概念 。 这些理论将量子事件视为一种预先确定的现实 。 例如 ， 多世界理论认为 ， 每个量子测量都将世界划分为多个分支 。 这些分支包含了所有可能的结果 ， 所有这些结果都是预先设置的 。
Gisin的观点正好相反 。 与其为量子力学提供确定性理论 ， 他更希望为经典物理学和量子物理学提供一种通用的不确定性表达 。 但是 ， 这种方法在一个重要方面上背离了标准的量子力学 。
在量子力学中 ， 信息可以被打乱 ， 但永远无法被创建或破坏 。 但是 ， 如果像Gisin所认为的 ， 定义和描述宇宙状态的数字会随着时间的推移而增长 ， 那么就会出现新的信息 。 Gisin说 ， 他当然反对信息储存在自然中的观点 ， 主要是因为“在测量过程中 ， 显然会产生新的信息 ， ”他补充说：“我们需要另一种方法来研究这些理论 。 ”
 这一新的思考信息的方式 ， 可能提出了一个解决黑洞信息悖论的方法 。 在解释被黑洞吞噬的信息会发生什么时 ， 广义相对论认为这些信息被破坏了 ， 但量子理论表示它们被保留了下来 ， 因此 ， 便有了这一悖论 。 如果根据“直觉主义”数学对量子力学的另一种表述 ， 允许通过量子测量创造信息 ， 那么也变相说明了信息能够被破坏 。
伦敦大学学院的理论物理学家Jonathan Oppenheim认为 ， 信息确实存在于黑洞中 。 他不知道Brouwer的“直觉主义”数学是否会成为解释这一问题的关键 ， 但他表示 ， 有理由认为信息的创造和破坏可能与时间密切相关 。 Oppenheim说 ，“随着时间流逝 ， 信息将被破坏；但当你在太空中移动时 ， 信息不会被破坏 。 ”这些维度也使得爱因斯坦的“块宇宙”彼此之间 ， 存在非常大的差异 。
除了支持时间创造性（或破坏性）的观点 ， “直觉主义”数学还对我们能有意识地体验时间 ， 提供了新颖的解释 。 在这一数学框架中 ， 连续体具有粘性 ， 不可能被一分为二 。 Gisin将这种粘性与我们的感觉联系在一起 ， 这让我们对“现在”的时间感受是有内容的， 是一个实质性的时刻 ， 而不是一个宽度为零、能清晰地划分过去和未来的点 。 在基于标准数学的标准物理学中 ， 时间是一个连续参数 ， 可以在数列上取任何值 。 Gisin说：“但是 ， 如果用直观的数学来代表连续体 ， 那么时间就不能直接分为两半 ， ”他说 ， “它就像蜂蜜一样 ， 具有粘性 。 ”

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