四川
時間，或許只是宇宙給你制造的錯覺
誰敢相信，我們?nèi)粘８惺艿降摹皶r間”，在宇宙的底層其實根本不存在？
最近，物理學家為了探究時間的本質(zhì)，竟親手打造了一個“迷你小宇宙”，而實驗的結(jié)果，可能會徹底顛覆你對這個世界的認知。
物理學的終極矛盾：時間去哪兒了？
在物理學界，時間一直是個讓人頭疼的問題。你看，量子力學把時間當作外部背景，在著名的“薛定諤方程”中，左邊的“t”就是時間，代表萬物的狀態(tài)會隨著時間而改變。然而，廣義相對論卻明確指出，時間會隨著引力而發(fā)生扭曲，全宇宙根本就沒有統(tǒng)一的、絕對的時鐘。
當科學家們試圖強行將兩者融合，推導出能描述整個宇宙的“惠勒-德維特方程”時，恐怖的問題出現(xiàn)了：宇宙包含了萬事萬物，在宇宙之外，根本沒有另外一個“系統(tǒng)外的時鐘”來為其計時。方程推導出來的結(jié)果，竟然把時間這一項硬生生給“拔掉”了，等式右邊變成了零！
這意味著，在宇宙的最底層，時間徹底消失了。從整個宇宙的上帝視角來看，萬事萬物的發(fā)生似乎本就不該有先后順序。
熵：隱藏在混亂中的“時間箭頭”
既然宇宙底層沒有時間，那我們真真切切感受到的過去、現(xiàn)在和未來，到底是誰在排序呢？這就要提到熱力學第二定律了。這一定律表明，一個孤立系統(tǒng)的混亂度（也就是“熵”）會不斷增加，這正是所謂的“時間箭頭”。
因此，理論物理學家們提出了一個大膽的猜想：會不會是因為系統(tǒng)之間有“熵”在流動，時間才作為一種關(guān)系“涌現(xiàn)”了出來？
把“小宇宙”劈成兩半的驚人實驗
為了驗證這個瘋狂的猜想，英國的物理學家團隊在《物理評論研究》上發(fā)表了一項堪稱神作的實驗。他們將大約24000個銣原子冷卻到只比絕對零度高出十億分之幾度，形成了一團超冷原子云，以此來模擬一個沒有外部時間且總能量守恒的封閉宇宙。
接著，他們用一道極薄的激光作為勢壘，把這個“迷你宇宙”劈成兩半。一半是儀器負責觀測的“明區(qū)”，另一半則是假裝看不見的“暗區(qū)”。原子的物質(zhì)波會穿過激光墻，在明暗兩區(qū)之間進出。當原子涌入明區(qū)時，原子云就會膨脹，這就如同小宇宙的“大爆炸”；而原子流失時，原子云就會收縮，如同宇宙的“大擠壓”。
顛覆認知的真相：時間是由“混亂”制造的
接下來的終極挑戰(zhàn)是，如何在“不看時間”的前提下，去測量時間？科學家們刻意拿掉了分析連續(xù)影像時的實驗室時間參數(shù)，僅僅通過觀察明區(qū)里原子數(shù)量、質(zhì)心位置以及散布的寬度，來計算局部區(qū)域的“熵”變化。
雖然整個迷你小宇宙的總混亂度保持不變，但明暗兩區(qū)卻在互相交換混亂度。科學家將這種局部混亂度的流動作為指標，寫成了一個全新的數(shù)學參數(shù)——“熵時間”。
令人震驚的是，這個純粹基于熵所推導出的時間，極其準確地將“大爆炸”到“大擠壓”的演化順序排得清清楚楚！而當激光勢壘調(diào)高，原子無法穿透，混亂度不再交換時，這個“熵時間”在數(shù)據(jù)上也隨之完全停止。
最絕的是，科學家把這個“熵時間”套回那個原本沒有時間項、右邊等于零的宇宙方程里，成功推導出了一個新版的“熵時間薛定諤方程”。在這個新方程中，誕生了一個依賴熵的動態(tài)系數(shù)。只要熵還在流動，就會有能量的泵浦效應(yīng)；要是熵停止流動，新方程就會退化回普通的薛定諤方程。
這完美地證明了：就算在一個忽略外部時間參數(shù)的模型里，依然可以用內(nèi)部的“熵時間”來精準還原并預測量子的演化。
這也深刻地暗示著，宇宙的最底層，大概率就是一個沒有時間的狀態(tài)。
我們所經(jīng)歷的過去與未來，不過是因為我們這些次系統(tǒng)在互相碰撞、交換混亂度時，所產(chǎn)生的一種“時間的錯覺”罷了。
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