时间真的在流逝?一种古老数学方法正破解时间谜团(4)

2022-08-28 16:59     互联网

展开时间

去年5月,Gisin在有posy出席的一次会议上首次了解到‘直觉主义’数学。当两人开始交谈时,Gisin很快就发现,这一数学框架中逐渐出现十进制数的数字,能与宇宙中时间的物理概念相联系。逐渐出现的数字似乎很自然地对应确定表示“现在”的时刻序列,这时不确定的未来能变成具体的现实。

这还是有点像是天气。回想一下,我们无法精确地预测天气,因为我们无法知道地球上每个原子在初始条件时的无限精确度。但是,在Gisin给出的方式中,这些确切的数字从未存在。“直觉主义”数学的方法注意了这一点:数字会按选择顺序实时显示,这些数字可以更精确地指定天气状态,并指示天气在未来的演变。苏黎世联邦理工学院的量子物理学家Renato Renner表示,Gisin的论点指出“一般而言,基本上确定性的预测是不可能实现的。”

换句话说,世界是不确定的,即未来是开放的。Gisin说,时间并没有像电影一样展开,而是一个真正的创造性过程。随着时间的流逝,新的数字才会真正被创造出来。”

伦敦帝国理工学院的量子引力理论家Fay Dowker说,她“非常支持”Gisin的论点,因为“他和我们一样认为物理学与我们的经验并不相符,因此,物理学缺少一些东西。”Dowker赞同道,数学语言会影响我们对物理学的理解,标准的希尔伯特数学将实数视为完整的实体,“它是静态的,具有永不过时的特点。但如果我们试图利用实数来理解时光流逝中我们动态的经历,它绝对会限制物理学家的思维。”

类似Dowker对引力与量子力学的联系具有兴趣的物理学家来说,这个新的时间观点最重要的一个含义是,它如何开始连接长久以来、被认为是相互矛盾的两个观点。雷纳说:“它对我的一个影响是:经典力学在某种程度上,或比我们想象地更接近量子力学。

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。”

   

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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。

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