“薛定谔的时间”:量子引力可以逆转因果关系

来源:www.xjctc.net   时间: 2019-12-22

北京时间9月2日,据国外媒体报道,继“薛定谔猫”之后,另一位科学家提出了“薛定谔时代”的概念。也就是说,事件可能是另一事件的原因或另一事件的结果。

在任何量子引力理论中都可能难以避免这种情况。在最近发表的一篇论文中,科学家设想了一种场景,其中几个星际舰船聚集在一个巨大的行星附近。由于行星的质量和减缓时间的流逝,这些船只可能发生因果倒置,其中作为“结果”的事件发生在事件之前作为“原因”。

科学家们指出,在这种情况下,时间关系或因果关系是“倒置”或“不倒置”的叠加。一旦我们掌握了完整的量子引力理论,我们就必须无法避免这种情况。

量子时间

“薛定谔的猫”实际上是一个着名的思想实验。它假设一只猫被锁在一个盒子里,放射性物质一旦衰变就会杀死它。根据量子叠加的原理,在观察猫的状态之前,猫“活着”和“死亡”的概率是完全相等的。也就是说,在打开盒子之前,猫可以处于“活”状态和“死”状态。在量子力学中,叠加表明粒子可以同时存在于多个状态,就像薛定谔的猫一样。

最近发表的思想实验结合了量子叠加原理和爱因斯坦的广义相对论。广义相对论指出,大物体的质量可以减慢已经确认的时间,并且可以测量这种效应。例如,对于在太空中绕地球运行的宇航员来说,时间会比地球上的时间略快。因此,假设未来宇宙飞船将靠近一颗巨行星,人们在宇宙飞船上所花费的时间将比遥远的宇宙飞船所感受的时间慢。在这个时候,地球处于两个船上人民的“近”和“远”状态。

时间令人困惑

在这种叠加中,两艘船上的人经历了两种不同的时间线,因此因果关系可能变得非常混乱。例如,假设有两艘宇宙飞船要进行军事演习,既要互相射击,又要避开另一方的火力,双方都很清楚对方准备射击的时间。如果附近没有扩展区域干扰时间线,这只是一个简单的练习。然而,如果有这样一个巨大的行星并且两个船长都没有考虑减速时间,那么航天器可能无法逃脱导弹并被摧毁。

由于行星处于“近”和“远”的叠加,两艘船无法知道是否可以及时避开对方的射击。不仅如此,在这种情况下,“原因”和“果实”也将被颠倒。假设存在两个具有因果关联的事件,称为A和B.在叠加状态下,A事件和B事件可以相互影响,但有时A将发生在B之前,有时B将发生在A之前。这意味着A和B可以同时成为彼此的“原因”和“果实”。

当然,在现实生活中,我们不会那么不安。但这种思想实验对量子计算机的发展具有一定的现实意义。即使我们还没有弄清楚量子引力的整个理论,这个概念对我们来说将是非常有帮助的。如果在计算中可以充分利用叠加状态,则量子计算机系统可以从“原因”和“效果”这两个角度同时评估过程。这样,可以进一步提高量子计算机的效率。

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