时间的本质是幻觉？

明曲

时间的本质是幻觉？

     人类从太阳东升西落、月亮阴晴圆缺和四季交换更替之中，得到了时间的概念。可是，时间的本质究竟是什么，没人能够完全搞清楚。

      即便是牛顿这样的科学巨人，对时间的理解也很粗浅，只是将时间作为物体运动的一个参数。他跟我们这些普通人一样，认为时间没有开端，也没有终结，像一只箭矢，从不知起点的过去，向现在匀速飞来，再向不知终点的未来匀速驶去。整个宇宙都的时间完全一样，不以坐标系的改变而改变。这种绝对时间观念，仍然顽固地存在于你我的大脑之中。

      爱因斯坦发现相对论之后，绝对时间观念开始在人类的大脑之中发生了革命性的变化。爱因斯坦的相对论告诉我们，时间和空间不仅仅只是物体运动的抽象参数，时间和空间，会随着物体的加速运动而发生改变，时空不是绝对的，时间没有一个统一的标准，且每个物体的时间刻度、流速快慢都不一样。时间是一个相对的物理量，不同参考系的人观察同一时间，得到的时间信息会不一样。著名的“双生子悖论”说，一对双胞胎兄弟，哥哥乘坐光速宇宙飞船去旅行，回到地球之后，发现自己还是年轻小伙，弟弟却变成了白发苍苍的老头儿。当然，目前人类还制造不出光速飞船，“双生子悖论”还属于没有试验验证的思想试验。与我们出行息息相关的GPS卫星，已经通过事实证实了相对论的时间观念。

      根据狭义相对论原理，物体运动速度越快，时间就越慢，所以在地球上观察GPS卫星，它携带的时钟要走得慢一些，每天慢大约7微秒。又根据广义相对论原理，物质质量会造成时空的弯曲，质量越大，距离越近，就弯曲得越厉害，时间则会越慢。GPS卫星距离地面大约2万千米，受地球质量的影响，地球表面的时空要比GPS卫星所在的时空更加弯曲，所以GPS卫星上的时钟就要走得快一些，每天快大约45微秒。在同时考虑了狭义相对论和广义相对论后，GPS卫星时钟每天还要快上大约38微秒。不要小看这区区38微秒，所谓“差之毫厘谬以千里”，如果导航系统不时时调整这个时间差异，你夜间导航开车可能就会坠下悬崖。

      打破时间箭头的试验，是双缝干涉实验。双缝干涉实验大家都比较熟悉了，这里就不做详细描述。这个试验的诡异之处在于，一个电子可以同时通过挡板上的两个狭缝，即同一时刻，电子出现在了两个位置。一个电子怎么就能够在同一时刻，出现在两个不同的位置处呢？时间的因果律绝对不允许啊！要是你那个变成一个“量子人”，或许可以体验这个同时分身术。嗯，只能说是自己去体验，观察是不可能了。因为一旦发生观察事件，电子就由波态坍缩为粒子态，自己和自己干涉的现象立即消失。

      头晕了吧？晕就对了！

      不过，还有更神奇的试验，竟然能证明现在的事件可以影响过去的事件。就像现在你想成为一个可以理解量子力学的天才，你父母就选择了晚婚优育一样。这可能吗？如果你是一个“量子人”，完全可能哦！

      这个神奇的实验，就是双缝干涉实验的升级版，即双缝干涉延迟实验。

      双缝干涉延迟实验的基本设计思路，是用涂着半镀银的反射镜来代替双缝。一个光子有一半可能通过反射镜，一半可能被反射。这是一个量子随机过程，跟它选择双缝还是单缝本质上是一样的。把反射镜和光子入射途径摆成45度角，一半光子可能直飞，另一半光子可能被反射成90度角。我们可以通过另外的全反射镜，把这两条分开的岔路再交汇到一起，在终点观察光子飞来的方向，就可以确定它究竟是沿着哪一条道路飞来的。

      但是，在终点处再插入一块呈45度角的半镀银反射镜，又会造成光子的自我干涉。如果仔细安排位相，完全可以使得在一个方向上的光子呈反相而相互抵消，而在一个确定的方向输出。这样，每次都得到一个确定的结果，光子必定同时沿着两条途径而来。

      如果不在终点处插入半反射镜，光子就沿着某一条道路而来，反之它就同时经过两条道路。在终点处插入半透镜，可以在光子实际通过了第一块反射镜，已经快要到达终点时才决定，可以在事情发生后再来决定它应该怎样发生。

      光子干涉延迟实验证明了，光子的“现在事件”，可以决定光子的“过去事件”。宏观世界是“过去事件”决定“现在事件”，而微观量子世界却可以是“现在事件”决定过去事件”。“现在”与“过去”没有区别，时间的因果律被彻底打破，时间的箭头似乎找不到了方向。

转自：量子科学