研究表明时间可能是量子物理学创造的海市蜃楼

自该领域诞生以来，物理学家一直在努力理解时间的本质。但一项新的理论研究表明，时间可能是在量子层面上编织的幻觉。

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一项新的研究表明，时间可能不是宇宙的基本元素，而是量子纠缠产生的幻觉。 

时间对于物理学家来说是一个棘手的问题；我们最好的宇宙理论之间的不一致行为导致了僵局，阻止研究人员找到“万有理论”或解释宇宙中所有物理现象的框架。 

但在这项新研究中，研究人员表示，他们可能找到了解决该问题的线索：通过使时间成为量子纠缠的结果，量子纠缠是两个相距遥远的粒子之间的奇怪联系。该团队于 5 月 10 日在Physical Review A杂志上发表了他们的发现。 

“存在一种引入时间的方法，它既符合经典定律，也符合量子定律，并且是纠缠的一种表现，”第一作者、意大利国家研究委员会的物理学家亚历山德罗·科波告诉我们。生活科学。 “时钟和系统之间的相关性创造了时间的出现，这是我们生活的基本组成部分。” 

 是时候了 

在量子力学（我们最好的微观世界理论）中，时间是一种固定的现象——从过去到现在的不可阻挡的单向流动。它仍然处于其测量的奇异且不断变化的量子系统之外，并且只能通过观察外部实体（例如时钟指针）的变化才能看到。 

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然而，根据爱因斯坦的广义相对论（它描述了更大的物体，例如我们的身体、恒星和星系），时间与空间交织在一起，并且可以在高速或存在的情况下扭曲和膨胀。重力。这使得我们关于现实的两种最好的理论陷入了根本的僵局。如果没有它的解决方案，一切事物的连贯理论仍然遥不可及。

“量子理论似乎存在严重的不一致，”科波说。 “这就是我们所说的时间问题。”

为了解决这个问题，研究人员转向了一种称为佩奇和伍特斯机制的理论。该理论于 1983 年首次提出，表明一个物体的时间是通过其与另一个充当时钟的物体的“量子纠缠”而出现的。另一方面，对于非纠缠系统来说，时间不存在，系统将宇宙视为冻结且不变的。 

通过将佩奇和伍特斯机制应用于两个纠缠但不相互作用的理论量子态（一个是振动谐振子，另一个是一组充当时钟的微小磁铁），物理学家发现他们的系统可以用薛定谔完美地描述方程，它预测量子物体的行为。然而，他们的著名方程版本是根据充当时钟的微小磁铁的状态来代替时间的。 

这种见解并不新鲜，但团队的下一步却是。他们重复计算两次，首先假设磁体时钟，然后假设谐振子是宏观（较大）物体。他们的方程简化为经典物理学的方程，表明即使对于大尺度的物体来说，时间的流动也是纠缠的结果。 

科波说：“我们坚信，正确且合乎逻辑的方向是从量子物理学出发，了解如何达到经典物理学，而不是相反。” 

其他物理学家也表达了谨慎的态度。尽管发现佩奇和伍特斯机制对于时间的量子起源来说是一个令人着迷的想法，但他们表示，它尚未产生任何可测试的东西。

牛津大学量子信息科学教授 Vlatko Vedral 表示：“是的，将普遍时间视为 3D 空间的量子场和量子态之间的纠缠在数学上是一致的。”没有参与这项工作，告诉《生活科学》。 “然而，没有人知道这幅图景是否会产生任何新的或富有成果的东西——比如对量子物理学和广义相对论的修改，以及相应的实验测试。”

尽管存在这些疑问，从量子力学建立基础的时间理论可能仍然是一个有希望的起点——只要它们能够适应实验。 

纽约罗切斯特大学理论物理学家亚当·弗兰克（Adam Frank）没有参与这项研究，他告诉《生活科学》杂志：“也许纠缠在其中发挥了作用。” “也许理解时间的唯一方法不是从某种上帝视角的角度，而是从内部，从询问生命的什么来呈现世界的这种外观的角度。”