量子力学揭示时间为何向前

核心提示：据英国《新科学家》杂志报道，时间，这个看似单向前进的现象，在物理学中却拥有另一种解读。我们从未亲眼见证时间逆转的现象，如破裂的鸡蛋复原或温水中结冰等科幻情节，并未在现实世界中发生。一项最新研究表明，这一切背后的原因或许与量子力学的“健忘症”有关，这种“健忘症”抹去了时间逆转的所有痕迹。

实际上，没有一项物理学基本定律规定时间只能“前进”而不能“后退”。这就像电影中的画面，我们看到的是时间的单向流动，但在量子世界背后，时间也许拥有更复杂的动态。物理学家揭示，时间箭头可以被看作是量子力学中的某种“失忆”，它擦除了时间逆转的痕迹，使得我们无法感知到那些逆转的瞬间。这就像是一场记忆游戏，时间逆转的事件发生了，但我们无法记住它们。

我们的时间感被一种叫做热力学第二定律的“魔法”所控制。这个定律描述的是封闭系统向混乱发展的必然趋势，熵在其中起着关键的角色。熵是混乱程度的度量，它只会一路攀升。在这个由大物体组成的世界里，随着熵的升高和热量从高温向低温的流动，信息逐渐流失。量子世界中，当粒子与外部世界更加紧密地纠缠在一起时，信息也在逐渐消失。麻省理工学院的洛伦佐马科纳提出一个观点：熵的不断增加和热力学第二定律可能只是一种假象，是量子世界的产物。

在量子力学中，时间应该是对称的，意味着既可能前进也可能后退。马科纳表示：“如果我们仔细分析量子定律，我们会发现与时间逆流相关的过程都有可能发生，但这些过程留下的痕迹却被抹去了。”也就是说，即使发生了时间逆转的事件，但由于缺少相应的信息，我们并不能感知到这些事件。这就像一场记忆的橡皮擦，将那些已经发生的时间逆转事件的信息从我们的记忆中擦去。然而要注意的是，把粒子的量子力学属性扩大到宏观世界并不总是适用。马科纳认为，虽然理论上存在扩展的可能，但我们并没有证据支持这一点在更大的尺度上是有效的。

关于多世界理论的一个假设是，如果量子力学允许存在多个平行的宇宙，那么每一种物理可能性都可以存在于这些平行宇宙中。这为时间逆转的可能性提供了更多的空间。伊利诺斯州大学香槟分校的物理学家迈克尔魏斯曼表示：“虽然关于热力学第二定律的时间不对称性与我们对世界认知的关系已经有所讨论，但这项研究为我们提供了更坚实的基础。”然而他也指出这种解释并不全面因为它基于一个假设：人类只能形成关于过去的记忆这对于解开宇宙为何从诞生之初就拥有物质和能量的统一体这一谜团来说是不够的。加利福尼亚理工学院的肖恩卡洛尔认为宇宙最初的低熵状态出现可能性极低而这背后的原因仍然是一个待解的谜团。