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科学家光子实验证明 或许时间根本不存在

作者:时间:2016-08-25来源:微头条收藏

  “死亡”,“结婚”,“出生”。将这些词语排列成人的一生一点儿也不费劲。这要感谢存在于我们大脑中的时空感,它简单明了:坟墓总是要排在子宫之后,不会出现其它情况。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201608/296018.htm

  但是在基本层面上,的起源是一个谜。“这是科学前沿最深奥的一个问题,但是当我们质问‘是什么?它从何而来?’时,其含义是含混不清的,”新泽西普林斯顿高级研究院(IAS)的物理学家尼马·阿尔坎尼·哈米德(NimaArkaniHamed)这样说,“因为我们无法想像没有的世界和没有时间的物理学,仅此而已。”

  与担心失去时间而给我们带来的困惑相伴而来的,却是越来越多的相反证据。这些证据表明,在大多数基本层面的现实中,时间是一种假象。而更为奇特的是,实验室中的激光测试,以及我们在超弦理论——这个认为粒子是由微小能量线组成的理论框架认知方面的进展正在指出,时间实际上并不存在。

  佩奇和沃特斯提出的这个基于纠缠的理论草图认为宇宙对于外部观察者来说可能是静态的,这一想法看上去似乎没有办法来证明。但是2013年,吉诺维斯和他同事在实验室中进行了一项测试实验,他们至少在实验室环境中创造出了一个仅由两个光子组成的微型宇宙模型。这一实验想要证明的是,存在一种外部观察不变而内部处于演化中的状态是可能的。

  为了做这个实验,吉诺维斯需要监视光子的极化状态——它们颤动的方向。如果一个极化的粒子能够以一个恒定的速度旋转,那么它在某一时刻的位置就可以在时间间隔上作出标记,这就像时钟上的秒针一样。两个纠缠在一起的光子极化状态是相反的。在瞬间,如果其中一个的极化状态是上下移动,那么另一个就会是左右颤动。

  “我们看到的是宇宙的开始,时间的概念在此毫无意义。”

  为了让他们的光子“秒针”开始走动,小组决定让它们通过石英板,使它们极化并开始旋转。旋转的值与它们通过石英板的实际时间有关,这使物理学家们有了能够测量时间的方法。他们将这一实验做了许多次,每一次都在不同的时刻停止,并测量其中一个光子的极化状态。“通过对第一个‘时钟’光子的测量,我们就与之纠缠在了一起,”吉诺维斯说。“这意味着我们成为了那个宇宙的一部分,并且可以由此获知另一个粒子的变化。”基于这一能力,小组确认,当测量其中一个光子时,另一个光子就会发生变化。这和沃特斯和佩奇所认为的,假如测量宇宙的一部分,那么就另一部分宇宙就会发生演化是相同的道理。

  当然,吉诺维斯仍然需要验证这个假说的第二部分:把这一对处于纠缠态的粒子作为一个整体从外部来观察时,它应该是静态的。在这部分实验中,小组站在了宇宙外“超级观察者”的角度。外部观察者不可能看到两个光子中任意一个的单独状态,因为如果这么做了,他就会和这两个光子纠缠在一起,并成为一个内部观察者。因此观察者只能够测量这对光子的联合状态。小组将这一测试进行了许多次,并停止在不同的点。他们将这两个光子视为一个联合的整体并测量它们的联合极化状态。每一次他们都能确认这两个纠缠在一起的光子的极化状态都相同,但方式各不相同。无论过去多久,这两个光子表现得非常平静并且像是一个整体。因此这个迷你宇宙从外界观察是静态并且完全没有变化的。这证明了惠勒和德维特发现的所谓“时间问题”,可以通过假设时间是纠缠产物来解决。



关键词: 量子 时间

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