宇宙有道理

愛因斯坦可能是對的 ,反因果律認為未來會影響過去

2017-07-13宇宙有道理45評

量子理論中存在諸多反直覺的觀念,例如,標準量子理論指出,在粒子被測量之前,它們沒有明確的狀態。

另外,當兩個粒子相互作用時,它們可能會出現量子糾纏的現象。其中一個粒子的量子態會影響另一個粒子的量子態,無論它們相距多遠。愛因斯坦把這種現象描述為「鬼魅般的超距作用」,因為糾纏粒子對之間的交流速度可能會超光速。

由於粒子之間的距離不會影響到它們的量子態,科學家轉而研究時間是否在量子力學中發揮作用。為此,物理學家提出了一種革新性的量子理論——反因果律。在因果律中,原因必定在結果之前,即過去影響未來。然而,反因果律剛好與此相反,未來會影響過去。基於這樣的理論,可以解釋量子力學中存在的諸多問題。

在最近發表於《英國皇家學會學報A》(Proceedings of The Royal Society A)的研究中,查普曼大學的Matthew S Leifer博士和圓周理論物理研究所的Matthew F Pusey博士闡述了這個新理論。根據該理論,粒子可以穿越時間回到它被糾纏的時候,並影響另一個粒子。物理學家指出,除非能夠證明時間肯定會向前推進,否則反因果律是一種可能性。

Leifer博士表示,我們現在有很多關於量子理論的現實主義解釋,包括貝爾定理,但它們往往難以進一步發展。因此,唯一的選擇也許就是放棄現實主義,或者打破標準的現實主義框架。

簡而言之,反因果律認為影響可以作用於過去。這意味著當科學家決定要測量給定的粒子時,該選擇可以影響粒子本身的性質,甚至可以影響過去的糾纏粒子,從而避開愛因斯坦描述的「鬼魅般的超距作用」。換言之,糾纏效應成為反因果影響。

無論如何,反因果律可以提供一種廣義的標準量子理論。基於此,物理學家有望構建出正確的量子引力理論,甚至解決高能物理學中的一些問題——根據大型強子對撞機的結果,另外三種基本作用力的統一仍然懸而未解。

當然,正如量子物理中的大多理論一樣,這個理論還未被實驗證實過。Leifer博士表示,就目前的反因果律實驗測試而言,它與量子力學的其他方面沒有太大的區別。物理學家並沒有孤立地測試一個假說,而是和許多的假說結合在一起,最終確定其中的真偽。

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