模糊起源——量子不确定性,以及物理系统由无数分子组成这事实,都是时间核心。时间与模糊密切相关。模糊是由于们不知道世界微观细节。物理学时间,从根本上讲,是们对世界无知体现。时间即无知。
阿兰·科纳与两个朋友合著篇短篇科幻小说。主角夏洛特在某时刻可以
完备决定。下章里会讨论这种模糊起源。但在此之前,让们更进步,把量子力学考虑进来。
量子时间
罗杰·彭罗斯(RogerPenrose)是关注时空问题科学家中讲得最清晰明位。5他得出结论说,相对论与们关于时间流动经验并不矛盾,但它对此解释得也不够充分。他指出,遗漏之处可能在于量子作用6中发生些事情。伟大法国数学家阿兰·科纳(AlainConnes)指出量子作用在时间根源起到深刻作用。
当相互作用使得分子位置确定之后,分子状态就转变。分子速度也同样如此。如果先确定是速度,然后是位置,即这两个事件顺序是相反,那分子状态就会以不同方式转变。顺序是有影响。如果先测量电子位置,再测量速度,那它状态改变就与先测速度再测位置不同。
这被称为量子变量“非对易”,因为位置与速度“不对易”,意思是说,它们交换顺序会有影响。这种非对易是量子力学典型现象。非对易确定顺序,在确定两个物理量同时也带来时间起源。确定个物理量并不是独立行为,它需要相互作用。这些相互作用效果取决于顺序,这顺序正是时间顺序最初形式。
这些相互作用效果取决于发生时顺序,也许这才是世界时间顺序源头。这是科纳提出有趣想法:在基本量子转换中,时间第个萌芽就在于这些相互作用是(部分)自然有序。
科纳为这种想法提供种精练数学版本:他证明种时间流可以由物理量非对易隐含地定义。由于这非对易,个系统中物理量集合定义种数学结构,称为“非对易冯诺依曼代数”,科纳证明这些结构本身就包含被隐含定义流动。7
令人震惊是,阿兰·科纳量子系统流与之前讨论过热学时间之间,有着极其紧密联系。科纳证明,在量子系统中,由不同宏观态决定热流是等价,具有特定内在对称性8,它们共同形成科纳量子系统流。更简单点说,由宏观状态决定时间与量子非对易决定时间是同现象不同方面。9
相信,这个热学时间及量子时间,10就是在真实宇宙中们称为“时间”变量,而在基本层面这个时间变量并不存在。
事物固有量子不确定性产生模糊,就像玻尔兹曼模糊那样,确保即便可以测量所有可测量量,世界不可预知性仍然存在,这与经典力学指出截然相反。
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