宇宙本是静止,时间或许只是量子纠缠产生的幻觉
早晨匆忙赶路时,我们总会下意识看一眼表。时间对日常生活如此重要,但在物理学眼里,它却是一个巨大的谜团。牛津大学的 Natalia Ares 坦言,时间流逝的本质是科学界最大的悬念之一。爱因斯坦扭曲了时间,量子力学几乎无视它。现在,一个诞生于1980年代的大胆假说正重回人们视线,认为时间可能只是量子纠缠产生的幻觉。
1983年,物理学家 Don Page 和 William Wootters 提出了佩奇-伍特斯机制。他们把整个宇宙想象成一个静止不动的巨大物体,也就是一个量子波函数,里面包含了一切可能性,但本身并不随时间流逝。他们将这个结构一分为二,一半是我们要观察的物质世界,另一半则充当内部时钟。通过量子纠缠这种奇特的关联,两部分结合在一起,便产生了时间流逝的表象。
这就像一本放在桌上的书,故事的开头、中间和结尾已经写好,是静止的。但如果我们按页码顺序阅读,故事就开始流动。意大利国家研究委员会的 Paola Verrucchi 在2024年利用微型磁铁阵列模拟了这种机制。结果显示,虽然系统整体是静态的,但相对于内部磁铁时钟,系统确实表现出了类似时间变化的序列。
更有趣的是,Paola Verrucchi 和 Alessandro Coppo 最近提出,黑洞可能是大自然中最完美的时钟。黑洞能量巨大且与外界隔离,任何光线都无法逃脱,但它能通过霍金辐射与外界产生纠缠。这种既孤立又关联的特性,恰好符合理想时钟的要求。
如果时间真的是一种涌现出来的现象,那它的箭头又是从哪来的?Paola Verrucchi 怀疑,这与量子测量有关。在被测量之前,量子微粒处于模糊的状态,一旦被观测,这种状态就会坍缩成确定值,且不可逆转。她认为,时间之箭可能仅仅是测量行为留下的记录。当我们在这个世界上生活、互动、进行观测时,我们其实就在通过这种坍缩创造时间。正如她所说,当你询问现在几点时,你就已经参与了时间的创造。

图为示意图 (图取自freepik)