科學(xué)家光子實(shí)驗(yàn)證明 或許時(shí)間根本不存在

　　“死亡”，“結(jié)婚”，“出生”。將這些詞語排列成人的一生一點(diǎn)兒也不費(fèi)勁。這要感謝存在于我們大腦中的時(shí)空感，它簡(jiǎn)單明了：墳?zāi)箍偸且旁谧訉m之后，不會(huì)出現(xiàn)其它情況。

　　但是在基本層面上，時(shí)間的起源是一個(gè)謎。“這是科學(xué)前沿最深?yuàn)W的一個(gè)問題，但是當(dāng)我們質(zhì)問‘時(shí)間是什么?它從何而來?’時(shí)，其含義是含混不清的，”新澤西普林斯頓高級(jí)研究院(IAS)的物理學(xué)家尼馬·阿爾坎尼·哈米德(NimaArkaniHamed)這樣說，“因?yàn)槲覀儫o法想像沒有時(shí)間的世界和沒有時(shí)間的物理學(xué)，僅此而已。”

　　與擔(dān)心失去時(shí)間而給我們帶來的困惑相伴而來的，卻是越來越多的相反證據(jù)。這些證據(jù)表明，在大多數(shù)基本層面的現(xiàn)實(shí)中，時(shí)間是一種假象。而更為奇特的是，實(shí)驗(yàn)室中的激光測(cè)試，以及我們?cè)诔依碚?mdash;—這個(gè)認(rèn)為粒子是由微小能量線組成的理論框架認(rèn)知方面的進(jìn)展正在指出，時(shí)間實(shí)際上并不存在。

　　佩奇和沃特斯提出的這個(gè)基于量子糾纏的理論草圖認(rèn)為宇宙對(duì)于外部觀察者來說可能是靜態(tài)的，這一想法看上去似乎沒有辦法來證明。但是2013年，吉諾維斯和他同事在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了一項(xiàng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)，他們至少在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中創(chuàng)造出了一個(gè)僅由兩個(gè)光子組成的微型宇宙模型。這一實(shí)驗(yàn)想要證明的是，存在一種外部觀察不變而內(nèi)部處于演化中的量子狀態(tài)是可能的。

　　為了做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，吉諾維斯需要監(jiān)視光子的極化狀態(tài)——它們顫動(dòng)的方向。如果一個(gè)極化的粒子能夠以一個(gè)恒定的速度旋轉(zhuǎn)，那么它在某一時(shí)刻的位置就可以在時(shí)間間隔上作出標(biāo)記，這就像時(shí)鐘上的秒針一樣。兩個(gè)糾纏在一起的光子極化狀態(tài)是相反的。在瞬間，如果其中一個(gè)的極化狀態(tài)是上下移動(dòng)，那么另一個(gè)就會(huì)是左右顫動(dòng)。

　　“我們看到的是宇宙的開始，時(shí)間的概念在此毫無意義。”

　　為了讓他們的光子“秒針”開始走動(dòng)，小組決定讓它們通過石英板，使它們極化并開始旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的值與它們通過石英板的實(shí)際時(shí)間有關(guān)，這使物理學(xué)家們有了能夠測(cè)量時(shí)間的方法。他們將這一實(shí)驗(yàn)做了許多次，每一次都在不同的時(shí)刻停止，并測(cè)量其中一個(gè)光子的極化狀態(tài)。“通過對(duì)第一個(gè)‘時(shí)鐘’光子的測(cè)量，我們就與之糾纏在了一起，”吉諾維斯說。“這意味著我們成為了那個(gè)宇宙的一部分，并且可以由此獲知另一個(gè)粒子的變化。”基于這一能力，小組確認(rèn)，當(dāng)測(cè)量其中一個(gè)光子時(shí)，另一個(gè)光子就會(huì)發(fā)生變化。這和沃特斯和佩奇所認(rèn)為的，假如測(cè)量宇宙的一部分，那么就另一部分宇宙就會(huì)發(fā)生演化是相同的道理。

　　當(dāng)然，吉諾維斯仍然需要驗(yàn)證這個(gè)假說的第二部分：把這一對(duì)處于糾纏態(tài)的粒子作為一個(gè)整體從外部來觀察時(shí)，它應(yīng)該是靜態(tài)的。在這部分實(shí)驗(yàn)中，小組站在了宇宙外“超級(jí)觀察者”的角度。外部觀察者不可能看到兩個(gè)光子中任意一個(gè)的單獨(dú)狀態(tài)，因?yàn)槿绻@么做了，他就會(huì)和這兩個(gè)光子糾纏在一起，并成為一個(gè)內(nèi)部觀察者。因此觀察者只能夠測(cè)量這對(duì)光子的聯(lián)合狀態(tài)。小組將這一測(cè)試進(jìn)行了許多次，并停止在不同的點(diǎn)。他們將這兩個(gè)光子視為一個(gè)聯(lián)合的整體并測(cè)量它們的聯(lián)合極化狀態(tài)。每一次他們都能確認(rèn)這兩個(gè)糾纏在一起的光子的極化狀態(tài)都相同，但方式各不相同。無論過去多久，這兩個(gè)光子表現(xiàn)得非常平靜并且像是一個(gè)整體。因此這個(gè)迷你宇宙從外界觀察是靜態(tài)并且完全沒有變化的。這證明了惠勒和德維特發(fā)現(xiàn)的所謂“時(shí)間問題”，可以通過假設(shè)時(shí)間是量子糾纏產(chǎn)物來解決。