时间真的在流逝?一种古老数学方法正破解时间谜团(5)

2022-08-28 16:59     互联网

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。”

但目前为止,这还仅仅是一个推论。Oppenheim表示他“能充分理解到现在是‘有内容的’这一观点。我不确定为什么会有这种感觉。”

时间的未来

其他理论物理家也都通过各自对时间流逝的思想实验和直觉,对Gisin的观点做出了一系列回应。

一些专家一致认为,实数在物理学上似乎并不是真实的。此外,物理学家需要一种不依赖于实数的新数学形式。高级研究所的理论物理学家Ahmed Almheiri,主要研究黑洞和量子引力。他说,量子力学“排除了实数连续体的存在”。而量子数学能捆绑能量和其他数为“整体”,其中更像是包含了完整的数字而不是实数连续体。此外,无限的数字在黑洞中也都被截断了。他说:“黑洞似乎具有一个连续的无限数字的内部状态,”但是由于量子引力效应,“这些均被截断了。”他接着表示, “在物理学中,实数并不存在,因为您无法将它们隐藏在黑洞中。否则,它们将会包含无限量的信息。”

 布里斯托大学的物理学家Sandu popescu经常与Gisin的观点一致,他也同意不确定性的世界观,但他也表示并不相信“直觉主义”数学是必需的。popescu也反对将实数的数位作为信息的观点。

虽然,Gisin的观点在许多方面引起共鸣,但仍然需要充实。Gisin希望能像在经典力学中一样,利用有限、模糊的“直觉主义”数学形式,找到一种重构相对论和量子力学的方法,这或许能拉近两者之间的关系。现在他已经对如何处理量子理论有一些想法。

在量子力学中,无限性主要在“尾巴问题”上发挥作用:如果你尝试定位一个量子系统,就像定位月球上的一个电子,“如果使用标准数学来解决这个问题,则必须承认这个电子会有很小的可能性在地球上被发现。”吉辛说,表示粒子位置的数学函数在“尾部”会呈指数减小,但不为零。”

但是Gisin怀疑道:“我们应该将哪些事实归为极少数?大多数实验者可能会说:‘将其置零,然后停止提问。’但是从理论上,他们会说:“但是,根据数学计算,确实还有一定的可能性。”

“但是,结果究竟是怎样的,将取决于你使用哪种数学方式,”他继续说道, “经典的数学会认为还存在可能性。在‘直觉主义’数学中,没有这种可能性。”在月球上的电子,出现在地球上的机会确实是零。

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