【量子|量子研究者:“时间”概念或许只是人类错觉,因果报应并不存在】与我们日常生活相关的许多概念 , 严格说来它们都是物理量 。 其中 , 有一些物理量具有一个非常有意思的属性 , 那就是“肤浅”与“高深”兼具 。 也许骤然说来有点摸不着头脑 , 但是举个例子就很简单了 。 比如人们都非常熟悉的温度 , 说它肤浅 , 是因为它简单到原始社会时期的人类也可以轻易理解 , 并且依靠它的变化 , 加减衣物、烹饪食物 。 然而就在所有人都以为“温度”是一个再简单不过的概念时 , 它却具备着“绝对零度”这样高深莫测的属性 。 根据科学家的研究 , 宇宙间一切事物都无法达到绝对零度 , 从理论上来说 , 如果有一种概念能够达到它 , 那么就会带来时间停止的可怕后果 , “温度”的这一面是不是非常高深呢?
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这种被人们熟知 , 却又在另一面非常“高深”的物理量虽然不多 , 但是也不少 。 比如光照、重力、速度等等 。 但是如果要在它们当中选出一个能够登上“王位”的人 , 比其他所有概念都更加平凡 , 却又更加高深莫测 , 那一定非“时间”莫属 。
因为 , 从我们人类有历史开始 , 甚至历史本身 , 乃至一切的物理概念 , 都和时间息息相关 。 然而 , 直到现在 , 它也是让科学家搞不懂的那个概念 。
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最早的精确计时来自我国 , 在西周之前 , 古人把一天划分为100刻 , 使用漏壶上的100个箭杆来刻画它 , 一刻约等于14分24秒 , 这个称谓也是现代人用“一刻”表示大约15分钟的来源 。 在汉代之后 , 古人发明了使用圭表测量太阳射影长短的“太阳方位计时法” , 使用12个区间来划分一天的时间 , 这也是词语“时辰”的来历 。 直到现代 , 正式采用的计时方法里 , 我国依然走在世界前列 。 我国使用的原子钟计时法 , 依靠原子共振频率来确保计时的准确性 , 可以达到100万年的误差在1秒以内的精确度 。 而在科研界 , 美国NIST的量子逻辑时钟 , 在锶晶格钟的基础上改良了测量方法 , 它能够区分出地球重力对钟的影响 , 因此达到了50亿年误差不超过1秒的超高精确度 , 走在了计时方法的最前沿 。
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不难看出 , 时间对于人类有着至关重要的意义 , 所以各个国家总是非常重视时间测量技术的改良 。 然而你知道吗 , 虽然时间如此重要 , 但是在科学家的眼里 , “时间”这种东西是否存在 , 却一直处于无法确定的状态 , 围绕它产生的争议也从未停止过 。
也许你会感到纳闷 , 时间如此清晰地被我们人类感知着 , 为什么科学家会怀疑它的存在呢?
问题正在于此 , 因为人类能感知的东西 , 不一定真的就存在 。 借用我国明星科学家施一公的观点:人类感知客观世界 , 依靠的不过是那屈指可数的几十种氨基酸传感原理 , 甚至简陋到连许多其他物种都比人类的感知更加丰富 , 所以人类能够“感受”到的事物 , 必然是主观的 , 这时千万不能和科学划等号 。 举个简单的例子也许你就能理解这句深奥的话:人眼中的星光全部都是一样的冷白色 , 而真正用光谱分析看到的星空 , 却是五颜六色的 。 人眼能够看到影子 , 其实并不是因为自然界真的有“影子”这种事物 , 真正有的只是光线的遮挡 。 同样的道理 , 时间是否真的存在 , 需要确凿的验证才能回答 。
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而这也是事情最麻烦的地方 , 因为科学家只要试图使用量子力学接近“时间验证”的问题时 , 所有的实验都会显现出一个共同特点 , 那就是:时间根本不存在 。 最普遍的一个现象就是 , 所有的物理现象只要到达了量子层面 , 它在“时间”上都是可以自由变换的 , 比如某种粒子从A状态成为B状态 , 再从B变回A , 它始终是通行无阻的 , “时间”根本无法在这个过程中留下任何痕迹 。 严格说来就是 , 这种实验结果 , 只能证明时间不存在 。 量子的这个特性 , 一直以来都是许多科学家的噩梦 。
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热力学第二定律从“熵值”的角度似乎定义了时间 , 它代表宇宙整体混乱程度的不可逆变化过程 。 然而科学家分析认为 , 这件事虽然从理论上认识了“时间”的本质 , 但依然无法从实验上证明 。 这有点像“影子原理” , 影子只不过是人脑中的一种主观理解 , 而自然界真正存在的并不是影子 , 而是光线 。 熵值的问题就在于 , 它无法直接从实验上证明时间这个物理量的确凿存在 。
爱因斯坦相对论非常巧妙地解释了时间 , 爱因斯坦认为 , “时间”和“空间”只不过是“时空”这个事物在两个不同端点的两种形态而已 , 真正存在的只有“时空”而已 。 似乎相对论把时间问题上升到了一定的高度 , 然而 , 这也是后来噩梦的来源 。
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当科学家试图把相对论和量子力学的原理结合到一起时 , “时间不存在”的暗示就更加强烈地浮现了 。 从上个世纪50年代 , 许多数学家开始这项工作时 , 就得到一个共同的结果:只要把相对论与量子力学放在一起演算 , “时间”这个量就会被抵消掉 。 而发展到现在的弦理论等前沿成果 , 也全都在这个原则之内 。 似乎科学家永远也找不到“时间”到底在什么地方 。
随着计算机的发展 , 以及科学家对“费米悖论”研究的推进 , 一部分理论家认为 , 时间有一个非常明显的特性 , 那就是在计算机编码系统中不可或缺 , 而在自然界并不存在 。 所以这部分研究者认为 , 人类存在“时间”概念的感知本身 , 就能够证明人类是被高等智慧文明创造出的一种复杂程序 。 我们所有的知识、历史与未来 , 也都逃不出这个程序框架 。 虽然这种观点让人感到压抑 , 但它和黑格尔的“先验论”有着非常多的相符之处 , 因此也受到不少科学家的支持 。
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不得不承认 , 科技越是发展到今天 , 科学界的各种研究愈发显示“时间”这个物理量是不存在的 , 越来越多的科学家开始认为 , 时间是仅存于人类主观中的一种事物 , 至于这种存在有什么意义 , 只能交由未来的科学家进一步地探索 。
热爱科学的朋友 , 你们对“时间”有自己的看法吗?欢迎参与讨论!
(好奇心不应在繁琐的生活中磨灭 , 找回探索的初心 , 一起漫步星空与远方 。 欢迎关注隔壁青少年说 , 让我们在这里探讨那些重要的问题!)
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