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我們的宇宙是由因果驅動的，現在發生的事會直接導致以後發生的事，正因為如此，宇宙中的許多事物都是可以預測的。我們可以預測什麼時候會發生日食，或者如何發射火箭將太空飛行器送往火星。反過來也一樣。通過觀察現在發生的事件，我們可以回顧過去，了解過去發生了什麼。例如，我們可以觀察今天的星系運動，知道宇宙曾經處於我們稱之為大爆炸的熱緻密狀態。
這是有可能的，因為物理學的一個特性被稱為時間對稱性。不管時間的方向如何，物理定律都是一樣的。如果你觀看一顆軌道行星的動畫，你無法知道它是向前還是向後運行。物理學的因果關係允許因是果，果是因。時間沒有優先的方向。
但是，你可能會說，熱力學和熵呢？我的咖啡一放在桌子上就會涼下來，如果我把杯子掉在地板上，我就把它打碎無法復原。這不是給了時間一個獨特的方向嗎？
熱力學本質上是統計的。熵確實會隨著時間的推移而增加，但那是因為可能的無序狀態比有序狀態要多得多。這有點過於簡化了，但對於日常生活來說已經足夠了。如果我把一把沙子拋向空中，沙粒幾乎肯定會以某種隨機的方式落在地面上。然而，有無限小的機會，他們降落在一個完美的圓。機會是如此之小，我們永遠不會看到它發生，但它不是不可能的。混沌系統幾乎不可能預測，但我們原則上可以用足夠的信息預測它們。由於時間的對稱性，我們也可以回到混沌系統的初始狀態。
這就是所謂的追溯。它是一種從當前事件「預測」過去事件的能力，是基礎物理學的核心。關於量子物理、經典物理和熱力學，我們學過的一件事就是它們都歸結為信息。任何系統的狀態都包含您需要的所有信息，以預測接下來會發生什麼。這意味著信息是一個守恆的量，就像能量一樣不能被創造或毀滅。
至少我們是這麼想的。一個懸而未決的大問題是，信息守恆是否適用於黑洞。如果我把我的個人日記扔進黑洞，它永遠也逃不出去。一旦它跨越了事件視界，日記就再也逃不掉了。這是否意味著我內心深處的秘密永遠是安全的？這個信息悖論對量子引力有著巨大的影響，但那是另一個時代的故事了。
但即使不藉助視界或量子物理，追溯也會失敗嗎？由於經典物理學是確定性的，所以追溯總是可能的。但一項新的研究反駁了這一觀點。
在這項研究中，研究小組用計算機模擬了三個巨大的黑洞在引力作用下的舞蹈。在每次模擬中，他們都會改變黑洞的初始位置，以觀察它們的運動隨時間的變化有多相似或多不同。這種三體問題是混沌系統的經典例子。對於三體問題沒有確切的解決方案，所以這是一個研究系統可預測性的好方法。
正如你所預料的，當你改變初始條件時，你會得到非常不同的結果。隨著時間的推移，小的差異會導致大的差異。我們對混沌系統的了解已經有幾十年了。但研究小組發現，即使是最小的變化也會導致很大的差異。當他們把移動的距離縮小到普朗克長度時，大多數的模擬結果仍然是一致的，但是大約有5%的模擬結果仍然相差很大。
這很有趣，因為普朗克長度大約是量子系統的尺度極限。小於這個數，已知的物理定律就失效了。由於模態中的物體是大黑洞，這不是量子不確定性的某種影響。在他們的模擬中也沒有一些不確定性。這個三體系統的不可預測性似乎是內在的。
所以我們不能總是預測未來。但由於引力定律是時間可逆的，這也意味著對於某些系統，我們無法知道它們的起源。即使原則上也不行。
在你認為這把所有的科學拋到窗外之前，請記住，這是關於我們所能知道的極限。我們仍然可以通過我們今天所看到的來理解宇宙的歷史。但這可能意味著信息並不總是守恆的，即使是在一個簡單的經典系統中。如果這是真的，它可能會改變我們理解物理學最基本本質的方式。