在量子領域,時間已失去現實意義,物理學家說這將顛覆傳統認識?

2020-10-21 21科學之家

時間似乎伴隨著人類的誕生就一直存在,時間伴隨著我們出生,伴隨著我們死亡,伴隨著朝代更迭,伴隨著潮起潮落,我們雖然無法直接感知到時間的存在,但是我們卻能用另一種方式於尋找並記錄它,我們將一個平太陽日的1/86400作為一秒,將60秒作為1分鐘,將地球自轉一次作為一天,將地球繞太陽公轉作為一年,於是誕生了時鐘、日曆,準確的說,時間就是我們記錄物質運動的間隔,但隨著20世紀量子領域的發展,我們得出了一個驚人的發現,在微觀的量子領域中,時間已失去現實意義。

1926年物理學家薛丁格提出波動方程,指出亞原子微粒從空間中的一個點運動到另一個點,但是卻能同時做到從一個瞬間直接過渡到另一個瞬間,也就意味著亞原子微粒的運動是不需要時間間隔的,那麼既然這種物質運動不需要時間間隔,也就意味著在亞原子微粒的運動,我們無法感知到時間,那麼時間對於微觀量子領域就不存在現實意義,換句話說:微觀量子領域存在時間這個概念嗎?

微觀量子領域充斥著違背人類正常思維邏輯的現象,當我們能準確的測出微觀粒子的位置時,我們卻無法得知它的速度,因為沒有時間存在,當我們準確測出它的速度時,我們又無法測出它的準確位置,這就是微觀粒子的最基本特徵:不確定性。

當我們認知到微觀量子領域的不確定性時,我們認識到想要測量微觀量子領域的時間,就不能用現實當中的、遠遠躲在角落裡不受任何因素的時針,而是需要一個特殊的時鐘,這種特殊的時鐘需要被放置於量子引力的系統中,隨著量子系統的變化而不斷變化,這樣才能精準的得出量子領域的時間,但是問題又來了,這種特殊的時鐘有一個局限性:那就是由於微觀粒子的不準確性,所以當我們記錄時間時,需要反覆的打開時鐘內部已確定時鐘是否在正常工作。

這個難題是使相對論時間觀根本無法融入到微觀的量子領域中去,後來物理學家提出了一個大膽的觀點:忘掉時間吧。

物理學家Rovelli提出的「忘掉時間吧」是指忘掉時間這個維度,眾所周知,根據愛因斯坦相對論的時空觀,我們生活在四維時空中,即三維空間+時間維度,物理學家Rovelli致力於在量子領域中刻意忽略時間這個維度,於是物理學家Rovelli和他們同事們構建了一個不需要時間的理論空間,但物理學家Rovelli也坦言道:將時間這個存在於人們腦海中的維度剔除是很大的一個跨越,就像16世紀物理學家哥白尼推翻「地心說」,建立「日心說」那樣困難。

或者在微觀量子領域這個沒有時間,也可能我們這個世界根本就不存在時間,或許我們在之後的統計中可以忽略時間這個基本量,但現在你我正在進行思考這個問題時也同樣需要時間。

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