如果未來(lái)能夠影響過(guò)去呢？

若是將來(lái)可以影響過(guò)去呢？

為了理解量子力學(xué)的奇異之處，我們需要從頭思慮因果關(guān)系。

若是你明全國午把本身的腿給摔斷了，你會(huì )不會(huì )突然發(fā)現今天早上走路必需得拄拐?很顯然不會(huì )，因為成果老是發(fā)作在原因之后——你得先摔斷腿，然后才會(huì )想到去拄拐。但在微不雅世界中，工作有時(shí)其實(shí)不老是如許，有時(shí)候，成果會(huì )發(fā)作在原因之前。換句話(huà)說(shuō)，將來(lái)有時(shí)能夠影響過(guò)去。

那種違背人類(lèi)常識的情況被稱(chēng)為“逆因果”，固然我們在日常生活中歷來(lái)沒(méi)有遭遇逆因果，但若是逆因果可在微不雅世界中呈現，那么那不只能讓量子力學(xué)契合愛(ài)因斯坦的時(shí)空不雅，還能解釋量子力學(xué)中固有的隨機性。

下面我們就來(lái)詳細地談一談。

鬼怪般的超距感化

要理解為何要把逆因果引用到量子力學(xué)中，我們要把目光放到20世紀*0年代。那時(shí)，離奇的量子力學(xué)正挑戰人們傳統的物理學(xué)認知。那一理論認為微不雅粒子的形態(tài)是不確定的，曲到它們被丈量時(shí)，它們才會(huì )隨機地進(jìn)入某一個(gè)確定的形態(tài)。愛(ài)因斯坦卻不喜好那個(gè)概念，并暗示“天主不擲骰子”。

雖然愛(ài)因斯坦厭惡不確定性，但微不雅世界中的另一個(gè)難以想象的現象卻是由他起首發(fā)現的。在一個(gè)思惟嘗試中，愛(ài)因斯坦發(fā)現，若是量子力學(xué)所描述的不確定性是準確的，那么量子力學(xué)能夠推導出一個(gè)結論：兩個(gè)粒子顛末短暫的彼此感化之后，丈量此中一個(gè)粒子的形態(tài)會(huì )不成制止地霎時(shí)影響到另一個(gè)粒子的形態(tài)，而不管它們之間相隔有多遠。那種現象在后來(lái)被稱(chēng)為量子糾纏。

好比，假設兩個(gè)粒子相碰后，朝相互相反標的目的運動(dòng)。按照量子力學(xué)的法例，那些粒子如今是糾纏在一路的。它們的速度是不確定的，是未知的，但若是你丈量此中一個(gè)粒子的速度，你會(huì )使那個(gè)粒子的形態(tài)變成確定的，那會(huì )霎時(shí)影響到另一個(gè)粒子，使其形態(tài)也變成確定的。即便那兩個(gè)粒子相隔數萬(wàn)光年，情況也是如斯。

然而，按照愛(ài)因斯坦的狹義相對論，遠間隔粒子之間的霎時(shí)影響是不成能的，狹義相對論已經(jīng)對信號在物體之間傳遞的速度設定了限造——不成超越光速。

愛(ài)因斯坦認為，所有物理理論，包羅他的狹義相對論和廣義相對論，都必需從命信號速度不成超越光速那一原則。那一原則凡是被稱(chēng)為局域性原理。因而，他將量子糾纏說(shuō)成是“鬼怪般的超距感化”。他認為，實(shí)在的情況是不存在什么超距感化，那些粒子不斷都有一個(gè)確定的速度，只不外量子力學(xué)還沒(méi)才能切當地描述它們。愛(ài)因斯坦相信，會(huì )有一個(gè)更為根本的理論浮現出來(lái)，代替當前的量子力學(xué)。

覆滅鬼怪般的超距感化

然而，多年來(lái)許多嘗試證明了量子力學(xué)那個(gè)違背曲覺(jué)的預言是準確的，并且還證明它確實(shí)不遵照局域性原理。不管你喜不喜好，鬼怪般的超距感化在現實(shí)中確實(shí)存在。

工作果實(shí)如斯嗎?一些物理學(xué)家發(fā)現，逆因果能夠讓量子糾纏遵照局域性原理。那一概念能夠逃溯到20世紀40年代末。

其時(shí)，法國物理學(xué)家?jiàn)W利維爾·科斯塔·德·博阿德發(fā)現了一種解釋量子糾纏的辦法，同時(shí)又制止違背局域性原理。他建議，關(guān)于兩個(gè)互相糾纏的粒子，丈量一個(gè)粒子時(shí)會(huì )產(chǎn)生一個(gè)信號，該信號會(huì )逆著(zhù)時(shí)間傳回到過(guò)去兩個(gè)粒子相碰的時(shí)刻，然后，那個(gè)信號就能夠順著(zhù)時(shí)間與另一個(gè)粒子一路向前運動(dòng)，曲到前一個(gè)粒子被丈量時(shí)，信號可立即傳給另一個(gè)粒子，確保那兩個(gè)粒子的形態(tài)同時(shí)發(fā)作變革。因為信號是逆著(zhù)時(shí)間傳過(guò)去，又順著(zhù)時(shí)間回到如今，所以我們覺(jué)得是霎時(shí)發(fā)作的。

若是信號實(shí)的能夠先逆著(zhù)時(shí)間去影響過(guò)去，然后再順著(zhù)時(shí)間去影響另一個(gè)粒子，那么所謂的霎時(shí)影響或超距感化就不存在了，并且底子不違犯局域性原理。

此外，逆因果也許還能解釋量子力學(xué)中的隨機性。在包羅逆因果的量子力學(xué)中，如今發(fā)作的工作可能會(huì )遭到過(guò)去的工作以及將來(lái)的工作的影響。很顯然，我們無(wú)法提早曉得會(huì )有哪些將來(lái)的工作帶來(lái)了影響，從而也無(wú)法完全確定該工作會(huì )若何停止，使得我們認為工作是一個(gè)隨機事務(wù)。但若是我們能看到宇宙的整個(gè)汗青的話(huà)，我們就能曉得工作發(fā)作的脈絡(luò )，并會(huì )發(fā)現隨機事務(wù)并非實(shí)正的隨機。

若是是如許的話(huà)，那么愛(ài)因斯坦說(shuō)的是對的。天主確實(shí)不擲骰子，事實(shí)上，天主是在玩數獨。一小我在玩數獨時(shí)，需要在格子里填寫(xiě)數字，若是你只不雅測某一個(gè)格子的話(huà)，你會(huì )覺(jué)得填下的數字像是隨機數。但若是你把玩數獨的整個(gè)過(guò)程都看下來(lái)，那么你會(huì )發(fā)現每個(gè)格子里填寫(xiě)的數并非隨機的，而是一個(gè)特定且獨一的數。

總之，量子力學(xué)的隨機性并非實(shí)正的隨機，而是源于我們無(wú)法掌握宇宙整個(gè)汗青。

逆因果與時(shí)間反演

但是，那個(gè)概念不斷被人們所輕忽。次要原因是逆因果似乎很荒唐，它與日常經(jīng)歷相抵觸，并且逆因果其實(shí)不比量子糾纏更令人難以承受。但是，若是你考慮時(shí)間反演對稱(chēng)性的話(huà)，工作就會(huì )變得愈加合理起來(lái)。

時(shí)間反演對稱(chēng)能夠那么理解：把一個(gè)物理過(guò)程用攝像機拍下來(lái)，然后把菲林倒過(guò)來(lái)放映，假設描述那個(gè)過(guò)程的物理定律與順?lè )艜r(shí)是一樣的，那么該物理定律就具有時(shí)間反演對稱(chēng)性。那也意味著(zhù)，單憑那個(gè)物理定律無(wú)法判斷時(shí)間標的目的。

凡是，宏不雅世界其實(shí)不存在時(shí)間反演對稱(chēng)性。好比你打碎了一枚雞蛋，時(shí)間倒轉的話(huà)，那么就是被打碎的雞蛋復原，但那是不成能發(fā)作的，因為它違背了熱力學(xué)第二定律。熱力學(xué)第二定律是，熵——系統的紊亂水平——老是跟著(zhù)時(shí)間的推移而增加的。

但熱力學(xué)第二定律僅適用于粒子良多的宏不雅系統，物理學(xué)家認為，那些研究少量粒子系統的根底物理定律，包羅量子力學(xué)，幾乎都是遵照時(shí)間反演對稱(chēng)性的。

那么，只要量子力學(xué)完全遵照時(shí)間反演對稱(chēng)性，成果先于原因如許的工作，仍能夠用當前的量子力學(xué)來(lái)解釋?zhuān)鞘沟媚嬉蚬兂梢患侠淼墓ぷ鳌?/p>

逆因果與塊狀宇宙

此外，一個(gè)被稱(chēng)為“塊狀宇宙”的理論也能夠讓逆因果變得愈加合理。

我們凡是認為，若是工作成為了過(guò)去，好比第二次世界大戰，那么它們就永久消逝了。而將來(lái)的工作，好比人類(lèi)登上火星等，還沒(méi)有發(fā)作，所以它們也不存在。也就是說(shuō)，我們所認為的宇宙，只包羅此時(shí)此刻所發(fā)作的所有工作。但塊狀宇宙理論認為那是不準確的，宇宙其實(shí)包羅了在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)發(fā)作過(guò)的所有工作。從那個(gè)概念來(lái)看，過(guò)去、如今和將來(lái)都不斷存在，并且同樣實(shí)在，都在宇宙的某個(gè)處所。

塊狀宇宙有四個(gè)維度，三個(gè)空間維度(長(cháng)、寬、高)加上第四個(gè)時(shí)間維度。為了便于理解，讓我們簡(jiǎn)化一下，把我們世界的模子想象成一個(gè)三維的長(cháng)方體。長(cháng)方體的兩個(gè)維度(長(cháng)和高)代表了宇宙的三個(gè)空間維度中的兩個(gè)。

圖中的第三個(gè)空間維度被省略了，而長(cháng)方體的寬度代表時(shí)間。長(cháng)方體寬度的一端是宇宙大爆炸，另一端是宇宙的最初一刻。長(cháng)方體內包羅了所有發(fā)作過(guò)的事務(wù)，那些事務(wù)在長(cháng)方體中的位置暗示它們在時(shí)空中的位置。所有的工作，包羅你的出生和滅亡，你讀那段文字的那一時(shí)刻，以及第二次世界大戰、人類(lèi)登上火星，都存在于那個(gè)長(cháng)方體內的某個(gè)處所。

若是宇宙只包羅此次此刻所發(fā)作的所有工作，那么將來(lái)很顯然沒(méi)法子影響過(guò)去，因為過(guò)去的工作不存在了。但若是過(guò)去、如今和將來(lái)都不斷存在，那么那就給了逆因果的發(fā)作供給了先決前提。一些物理學(xué)家認為，我們如今需要的是把當前的量子力學(xué)與塊狀宇宙理論連系起來(lái)，那么再加上時(shí)間反演對稱(chēng)性，呈現逆因果會(huì )是一件天然而然的工作。

所以，只要你認實(shí)地思慮那個(gè)問(wèn)題，就會(huì )發(fā)現逆因果其實(shí)不比量子糾纏更瘋狂。并且，逆因果還能處理一些量子力學(xué)中的大難題。比來(lái)，一些物理學(xué)家就起頭測驗考試把逆因果引入量子糾纏中。當然，該理論還很粗拙，需要進(jìn)一步完美，并且并非所有物理學(xué)家都附和那一理論。那么，那項理論研究能否能引發(fā)了物理界的變化?讓我們拭目以待。