北京時(shí)間9月2日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，繼“薛定諤的貓”之后，又有科學(xué)家提出了“薛定諤的時(shí)間”概念。也就是說(shuō)，某個(gè)事件可以是另一事件的起因、也可以同時(shí)是另一事件的結(jié)果。
這種情況也許在任何量子引力理論中都難以避免。在最近發(fā)表的一篇論文中，科學(xué)家設(shè)想了這樣一種場(chǎng)景：幾艘星際飛船聚集在一顆巨大的行星附近，由于這顆行星質(zhì)量極大、減慢了時(shí)間的流逝，因此這些飛船上可能會(huì)發(fā)生因果倒置的情況，即作為“結(jié)果”的事件發(fā)生在了作為“起因”的事件之前。
科學(xué)家指出，在這種情況下，時(shí)間順序、或者說(shuō)因果關(guān)系便處在了“倒置”或者“不倒置”的疊加態(tài)上。一旦我們掌握了完整的量子引力理論，必然躲不開(kāi)這種情況。
量子時(shí)間
“薛定諤的貓”其實(shí)是一個(gè)著名的思想實(shí)驗(yàn)，它假想有一只貓被關(guān)在一個(gè)盒子中，盒子里有一種放射性物質(zhì)，一旦衰變，就會(huì)將貓殺死。根據(jù)量子疊加態(tài)原理，在對(duì)貓的狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)之前，貓“活著”和“死去”的概率是完全相等的。也就是說(shuō)，在打開(kāi)盒子之前，貓可以同時(shí)處于“活著”和“死去”兩種狀態(tài)。而在量子力學(xué)中，疊加態(tài)指一個(gè)粒子可以同時(shí)以多種狀態(tài)存在，就像薛定諤的貓一樣。
而最近發(fā)表的這個(gè)思想實(shí)驗(yàn)則將量子疊加態(tài)原理與愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論結(jié)合在了一起。廣義相對(duì)論指出，巨大物體質(zhì)量可以使時(shí)間放慢，這一點(diǎn)已經(jīng)得到證實(shí)，并且這種效應(yīng)是可以被測(cè)量的。例如，對(duì)一名在太空中繞地球旋轉(zhuǎn)的宇航員來(lái)說(shuō)，時(shí)間會(huì)過(guò)得比地球上稍微快一些。因此，假設(shè)未來(lái)有一艘宇宙飛船來(lái)到了一顆巨型行星附近，飛船上的人感受到的時(shí)間便會(huì)比遠(yuǎn)處飛船上感受到的慢一些。此時(shí)這顆行星對(duì)于兩艘飛船上的人而言，便同時(shí)處于“近”和“遠(yuǎn)”兩種狀態(tài)之中。
時(shí)間錯(cuò)亂
在這種疊加態(tài)中，兩艘飛船上的人經(jīng)歷著兩條不同的時(shí)間線，因此因果關(guān)系可能會(huì)變得十分錯(cuò)亂。例如，假設(shè)兩艘飛船要進(jìn)行軍事演練，既要朝對(duì)方開(kāi)火、又要避開(kāi)對(duì)方火力，并且雙方都很清楚對(duì)方準(zhǔn)備開(kāi)火的時(shí)間。假如附近沒(méi)有巨型行星干擾時(shí)間線，這就只是一次簡(jiǎn)單的演習(xí)而已。但假如有這么一顆巨型行星、并且雙方艦長(zhǎng)均未考慮到時(shí)間變慢的因素，飛船就可能來(lái)不及躲開(kāi)導(dǎo)彈、結(jié)果被擊中摧毀。
由于行星處在“近”和“遠(yuǎn)”的疊加態(tài)上，兩艘飛船無(wú)法得知自己是否能及時(shí)避開(kāi)對(duì)方的射擊。不僅如此，在這種情況下，“因”和“果”還會(huì)發(fā)生倒置。假設(shè)有兩起具有因果關(guān)聯(lián)的事件，分別叫做A和B。在疊加態(tài)中，A事件和B事件可以相互影響，但有時(shí)A會(huì)先于B發(fā)生，有時(shí)B又會(huì)先于A發(fā)生。這就意味著，A和B可以同時(shí)互為對(duì)方的“因”和“果”。
當(dāng)然了，在現(xiàn)實(shí)生活中，我們并不會(huì)受到這樣的干擾。但這種思想實(shí)驗(yàn)對(duì)量子計(jì)算機(jī)的研制具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。即使我們尚未弄清整套量子引力理論，這種概念也對(duì)我們有很大幫助。如果能在計(jì)算中充分利用疊加態(tài)，量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就能同時(shí)從“因”和“果”兩個(gè)角度出發(fā)、對(duì)某個(gè)過(guò)程進(jìn)行評(píng)價(jià)了。這樣一來(lái)，量子計(jì)算機(jī)的效率或許可以進(jìn)一步提高。
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