俄罗斯科学家实现时间逆转,全球媒体沸腾:我们可以回到过去吗?

专治渣男


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短答案:时间倒流在数学上是可以的。不过超光速等不等于时间倒流?同样,数学上是可以的(负时间流逝)。换句话问:“因果”这个东西可不可以颠倒过来?物理解释上来说,这是个好问题,但目前我们还不完全知道答案。或许可以。而且的确有科研组在研究这个问题。

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(1)什么是超光速?

这道题假设“如果超光速”,先需要定义一下什么是超光速。首先,平常我们说超光速不可以,其实少说了很多。例,宇宙膨胀本身就是超光速膨胀的,在量子力学里面的量子纠缠可以算是一种理论上有可能超光速传输信息的方法,评论里有人提到的电磁学里的相速度也可以在某条件下超光速(虽然不能传递信息)。

所以,光在真空中的速度c为“速度上限”,应该说是一个有质量有信息的普通物质在普通时空里,有相对论所定的,最快速度。相对论不能够完全解释快子(tachyon),更不能够清楚的解释一个普通物质在普通时空中假想性的超越光速。当然,很多的物理学家不相信这个假想在现实中是可能的。不过理论物理原本就是研究假想。既然问了这个问题,那我们就看看如果速度u超过了光速c,时间会不会倒流——

在狭义相对论里,快子tachyon这个东西就是一个有质量有信息,而且是一直超光速的东西。它反而不能低于光速。不过它到底存不存在,这本身就是物理界里的一大争议。前年从CERN(欧洲核子研究组织)报出来的比光更快的中微子一事以实验失误告终,不过当时有发表的无数的理论文献中,有一个说到理论上对如果真的有一天观看到超光速中微子是什么的意义:有可能就是我们从未观看到过的快子的一种。

结论(1):超光速是个数学上成立的假设,也是理论物理界里的一个成立多年的好问题。不过问题针对的是:普通物质(有质量有信息)在普通时空里的速度超过光速后会怎样?

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(2)数学上和现实上,如果超光速,时间会怎样?

最高票(兰天)的答案非常好的解释了最基本的时间流逝(时间膨胀)的公式。当速度u超过光速c的时候,答案是个虚数。不过这并不是一个完整的答案。

跟爱因斯坦同一代的托尔曼推出来的公式,也就是以上提到的公式的升华版,可以看出当速度u超过光速c的时候,时间流逝的其中一个解是负数。对公式有兴趣的,可以看看Richard C. Tolman (1917) The theory of the relativity motion,59页: Velocities greater than that of light。

那负时间流逝是什么概念呢?在物理界里有个概念叫反因果,retro-casuality。当然,我要声明,不是所有的物理学家都相信这个,推到出公式的托尔曼他自己都认为负时间在现实中没意义。不过在理论物理里面,原本也就很少有所有人都认同的理论。

狭义相对论说,如果信息或物质的速度快过光速,那接收方可以在传输方发出之前接受到。我们且不说时空旅行或改变过去(这不是科幻小说,没那么精彩),如果我们可以在信息发送前,就已经收到我们将要发送出去的信息,那就违反了因果:反因果。而且目前的确有科研组在做这个实验。

学术上把这个假想现象(回到过去)称为:两个事件(因,果)中的时空距离像似空间, 所以这两个事件都在“未来”的光锥。换句话说,时间变得象空间一样,我们可以过去。因此“果”有可能比“因”更早发生。一个人的”未来“的光锥或许就是回到他自己的过去。也就是把下图里的光锥前后(上下)折叠起来。曼彻斯特大学和CERN的布莱恩·考克斯就推理过这个假设。还有,因跟题目没直接关系,所以就简单提一下,除了超光速以外,用负能量或者虫洞也是一个有可能折叠或穿越光锥的假设方法。

爱因斯坦也把超光速信息传输称为快子电话,”可以给过去发电报“。不过他觉得这也导致了因果关系的悖论。换句话说,爱因斯坦和他的相对论无法解释这个因果关系的悖论。

结论(2):当物质超光速时,负时间流逝在数学上是可行。狭义相对论也说,当普通物质的速度超过光速时,它就破坏了因果。收信息(果)可以在发信息(因)之前发生。所以,超光速导致反因果。

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(3)反因果和时间流逝这个理论成立吗?

在上面提到的反因果是爱因斯坦和很多科学家无法解释也不认为可行的。不过如果我们走出相对论,看看其他伟大的物理学家,例1965年诺贝尔物理奖得主理查德 费曼Richard Feynman,支持反因果的物理理论是存在的。说到这里,或许就有点离题了,因为我们不在是在讨论超光速而导致的反因果。不过,如果其它原理导致的反因果是一个成立的理论,那超光速而导致的负时间流逝也不可被随意抛弃。

我简单说一下费曼理论上的反因果。大家应该都听说过反物质anti-matter。反物质是有反粒子构成的。里面什么都是相反的 。例,普通物质里的电子是负电荷的,而反物质里的是正电荷的(正电子)。当两者相碰时,会导致两者的湮灭以及释放出高能光子。

为什么普通物质和反物质会互相湮灭?费曼的解释非常的漂亮:它们并没湮灭对方,其实它们原本就是同一物。打个比方:就像镜子里的你似的,什么都和你相反,却什么数值都和你一样,应为就是你。费曼解释普通物质在正时间流逝方向的空间里存在,反物质在负时间流逝方向的空间里存在。我们所看到的湮灭,其实就是当普通物质在时间方向上转了一个弯,相反时间方向行了(变成了反物质)。而我们所看到的大量高能光子就是在时空里时间转弯所需释放出来的能量。

所以我们到正时间方向下看到的反物质就是它”生命的倒带“。普通物质的”生命结束“,就是它变成反物质的”生命开始“。它的正时间上的结束,就是它在反时间上的开始。因就是果,果就是因。。。越说越玄了。。。

反正费曼这个解释就是,我们现在所有的普通物质,包括我们(说的是我们的原子,不是整个人),终有一天会变成反物质(也就是我们天真的认为的物质反物质相碰湮灭),然后沿着时间倒流往回走。

但是,普通物质超光速时,会像反物质一样走负时间流逝吗?快子跟普通物质和反物质的关系是什么?普通物质超光速就是快子了吗?这些问题是成立的问题,也是现有的科研方向,不过现在我们没完全的答案。只能说:有这个可能性,还需要更多的科研。而且在科学界本身就争议很多。

结论(3):理论物理上,的确有反因果和时间倒流这个概念存在。不过能不能用来解释假想例子里超光速所导致的负时间倒流?可不可以用”非经典物理的方法”让普通物质超光速(同时不违反相对论)?现在我们还不知道(不能确定也不能排除)。不过就算时间倒流和反因果可行,这并不代表你可以改变过去,或许只能看到却无力改变“命运”。


秦淮酒家i


近日,俄罗斯物理学家通过量子计算机实现了最小程度的所谓“时间逆转”,这一突破性壮举引发了全球媒体的轰动。我们来看看有关报道:俄罗斯科学家将量子计算机中未确定的粒子状态比为“台球”,并用量子计算机将数枚“未确定”的量子比特“发射”出去,在确定的程序下,这些粒子就好比台球一样散落在四面八方。接着,科学家通过调整量子计算机的某些参数,让散落在四处的粒子重新回到原始位置,就好比是将散落的台球重新排列成金字塔状。结果表明,这一实验的成功率约为85%(基于两个量子比特的实验)。该研究发表于《Scientific Reports》。

  

  俄罗斯科学家实验的这个结果被一些人和媒体扭曲了,很多人没有了解里面的意义,时间其实目前来说根本不可能倒流,时间是人类用来记录消耗的一个数字,时间其实根本不存在,所以有根本不存在时间倒流的说法,能倒流的只是物质回流,时间没有起点,空间没有终点,时间是人类想象出来的东西,而时间在我们认为是存在在特定的条件下会能去到某一时段,能做到这一点就说明了我们做到了。

  

  目前俄罗斯科学家开了这扇门,但很多技术问题不知道什么时候才能解决,比如如何记录量子不同形式的状态等等,而只有当什么时候能记录了,才能回到那个时间去(比如可以记录2019年了,那我最早只能回到2019,不能回到2018甚至更前)


只怪自己腿短


我个人也认为时光倒流是不可能实现的,这就解释了为什么历史长河中没有发现穿越者,2018年3月31日霍金葬礼当天也给穿越者发了邀请函,但没有穿越者到来,即便霍金相信时光旅行存在,事实还是事实,所以对能否实现时光旅行有如下两个结论:1、根本就不可能存在时光倒流,那只能存在在科学幻想中;2、人类在没发明时光旅行之前已经灭亡了~








玛雅古堡


时间本身就是一个相对的概念,它只是衡量人类进程的一个计时器,因为时间的存在可以简化我们生活中许多不必要的逻辑,所以时间对于人类来讲是一种相对的刻度,我们人类特定的穿越概念是整体穿越,就是指我们必须要保存现有的一切为前提,但是在宇宙范范的岁月里其实并没有时间这个概念,所以我们其实也不知道我们处在哪一个层面。

俄罗斯科学家所做的实验其实并没有太多的实际意义,因为穿越本身就是一件特别虚无的事情,更何况人类的活动规律和思维方式都是自己制定的,所有的理论都是为了满足人类更好地生存,穿越说白了其实就是为了追求长生,因为任何一个人都会有这种改变过去和了解未来的想法,曾经的秦始皇不也寻遍天下为求长生不老,只可惜以目前的科技能力想要时间逆转犹如痴人说梦。

“时间”在我们普通人的眼里就是一个记忆的符号,在时间的长河中它记载了人类的悲欢离合,人之所以留恋就是因为有太多的不舍,所以每当这种逆转时间新闻出现的时候都会吸引很多人的目光,但其实时间只是我们人类社会的一个概念,它并不会被茫茫的宇宙所承认。

所以看到这里我们可以把这种研究当成是一种自我炒作,因为在真正的空间里面其实是不存在时间这个概念的,时间我们可以把它看成是人类的年轮,逆转时间对人类其实并不见得是一件好事,因为任何事物的平衡我们追求的都是水到渠成和顺其自然。


世界浅谈


这毋宁说是一次概念上的炒作。

近日,俄罗斯物理学家通过量子计算机实现了最小程度的所谓“时间逆转”,这一突破性壮举引发了全球媒体的轰动。

我们来看看有关报道:

俄罗斯科学家将量子计算机中未确定的粒子状态比为“台球”,并用量子计算机将数枚“未确定”的量子比特“发射”出去,在确定的程序下,这些粒子就好比台球一样散落在四面八方。接着,科学家通过调整量子计算机的某些参数,让散落在四处的粒子重新回到原始位置,就好比是将散落的台球重新排列成金字塔状。结果表明,这一实验的成功率约为85%(基于两个量子比特的实验)。该研究发表于《Scientific Reports》。

怎么理解这个实验的实质呢?

我们不妨来打一个比喻。我们常说“覆水难收”,通俗地讲就是泼出去的水收不回来。这个实验无非是在微观的“量子比特”层面,实现了类似宏观上的“覆水能收”的现象而已;又好比我们去看电影,结果电影按时间顺序却是完全倒放的。

然而,就算我们宏观上的“生老病死”现象,能物理性地被逆转为“死病老生”,我们都能倒钻回娘胎的话,就意味着“时间逆转”了吗?绝对不是!这道理,其实与你无论往前走还是倒退走,都不能让时间倒流的道理一模一样。

更何况这种“现象逆转”,还仅仅只是停留在“量子比特”层面,跟宏观世界并没有关系。再说,时间其实可能只是一个宏观物理量,在量子层面可能是没有意义的。

所以这一次也只是一些科学家力求博出位的概念炒作而已,逻辑上纯粹是一种自我欺骗。原因是他们自己对“什么是时间?”这一问题同样也是稀里糊涂的。


建章君


时间是什么?生活在三维空间的我们,使用的是二维的感官,一维的思维方式。相当然地认为时间是一维,认为时间有前后的。实际的时间与空间是一体的,改变了时间也就是改变了空间。“人不能同时踏入两条河流”。人也不能两次经历相同的时间。如果在时间的河流中逆流而上,你去到时间已经不是那个空间了。“此情可待成追忆,只是当时已惘然”。如同计算机的进程,后台的计时器已经锁定了计算的时钟,对于整个系统来说都是不可逆转的。如果要逆转过去,只能系统重置,你回到了过去,你仍然一无所知。


李者说


在今年3月,科学家实现时间逆转的研究[1]引发热议。据称,该研究为探索时间逆转开辟了一个方向。那么,时间机器真的能够造出来?我们能够逆转时间回到过去吗?

事实上,很多人对这项研究产生了误解,这并非真正意义上的时间倒流。所谓的时间倒流,是要让时间回到过去,事情能够回到未发生之前,但该研究并没有发明出这样的时间机器。

简单来说,这些科学家实现的“时间逆转”与视频倒放有点类似。如果我们拍到一个玻璃打碎,或者把杯子中的水泼出去的视频,然后把视频倒放,就能看到打碎的玻璃复原回去,泼出去的水回到杯子中,这样看起来就像是时间逆转一样。

只是在这项研究中,发生“逆转”的是量子计算。另外,还需要注意的是,这项研究只是基于算法的模拟,并没有进行过真正的实验。总之,科学家没有造出能够让我们穿越到过去的时间机器。

事实上,在物理学中,时间逆转是不被允许的,因为有一个参量会让时间之箭始终向前流逝,这就是熵。熵越大意味着混乱度越高,有序度越低。根据热力学第二定律,孤立系统的熵只会增加,这就是为什么打碎的玻璃不可能自动复原,时间只能向前流逝,所以这个定律也被称为熵增定律。迄今为止,科学家从未发现过违反熵增定律的现象。

另外,从逻辑上来说,时间倒流还会导致悖论。如果有一位时间穿越者回到了过去,哪怕只是一分钟前的过去,然后他杀死一分钟前的自己。这样就会有悖论,一个已经死亡的人又怎会在一分钟之后进行时间穿越呢?而没有人进行时间穿越,他又怎会被一分钟之后的自己杀死呢?

虽然有科学家提出了量子力学中的多世界诠释来解释时间穿越的悖论,但至今没有证据表明平行宇宙是存在的。正如爱因斯坦所言,一只老鼠只是被观测者看了一眼就导致宇宙出现剧烈变化,这是不能让人信服的。一切要以证据说话,在没有相关实验证据之前,平行宇宙只是一种美好的幻想。

参考文献

[1] G. B. Lesovik, I. A. Sadovskyy, M. V. Suslov, et al., Arrow of time and its reversal on the IBM quantum computer, Scientific Reports, 2019, 9, 4396.


火星一号


时间、空间只是人类用来认识世界、把握现实的概念概念。人类先师早就告诉我们,我们生存内外的世界,是无穷无尽无边无际的。老子所说的“道”,包含一个重要的前提一一“无”,只有理解“无”,方能理解“有”,所谓“无中生有”“有生于无”。而佛教中也有一个最基本的概念一一“空”,只有理解“空”,方能理解“常”,所谓“四大皆空”“诸行无常”。在西方教义中,创造世界的上帝实际上是自由意志的代名词,他说一声“要有”,世界便出现,这个“有”的前提不正是老子所谓的“无”吗?由此可知,任何宗教在认知的源头上都有共性,这叫“红莲白藕青荷叶,三教原来是一家”。

有了以上认识基础,再来看待时间问题。时间可以逆转吗?当然可以;人能回到过去吗?当然可以。只不过这种逆转和回归不是人可以实现的,因为作为二维限制的人,是跑不出时间的尽头,跳不出如来佛的掌心(空间)的。只有当个体生命结束的那一刻,彻底摆脱了束缚,人自然会穿越时光的隧道,回到最初。苏格拉底说:“死,何尝不是另一个开始?”苏东坡说:“人生如梦”,生命结束了,梦便醒了。我想告诉你:生命只是一场放逐,生是出发,死是回归;该出门时莫犹豫,该回家时不迟疑。如是而已,不必介怀!🙏


生活无非是倾听和倾述


时间回到过去是很正常的,只不过我们现在办不到。

从空间上你可以从东方来到西方,也可以从北方来到南方。

但是时间上你从昨天来到了今天,从今天你坐着不动也能去往明天。

但是怎样从今天回到过去回到昨天呢,这是一个技术问题,现在还没有发明这个机器。

爱因斯坦的相对论已经证实了,时间是可以变慢的。

它既然可以变慢,就是说有快有慢,那么也可以倒着进行,需要的只是技术和设备。


唐塔正和


俄罗斯科学家能实现时间逆转的说法是不正确的,是被媒体曲解了,然后让很多读者误认为成时光倒流,回到过去!要理解什么时候时间逆转?从2019年回到2018年那才是时间逆转,真正能达到这样的科学技术还没有,唯一出现过的那就是大话西游里面的“月光宝盒”了,可以回到500年前的那种!

俄罗斯科学家实现的逆转是什么逆转?报道大概意思就说将未确定的粒子比特通过量子计算机发射出去。然后再通过调整量子计算机的参数,让之前的粒子又重新回到了原来的位置。这样的逆转根本算不上时间逆转,他做到的最多只是粒子状态的复原,粒子回到原来的时间并不是之前的时间,时间一直再流逝,可以简单理解为他把原来打碎的玻璃杯通过技术让玻璃杯复原了。(事实俄罗斯科学家研究的粒子状态逆转也实现不了真正的物质复原)。

我们有能力回到过去嘛?这个从现有的科学技术是说不通的,回到过去不是简单的状态变化,再宏观世界里面真正能达到从碎到全的状态改变都实现不了,更别说让我们可以再时间上进行逆流了。就像我们现在还不能制造永动机是一样的,它的存在违背了热力学第二定律,粒子的反流消耗了能量,粒子回到最初的位置与之前再次位置的粒子最本质的区别是能量有了变化,这种逆转与时间逆转完全是混淆的概念,我们能把电梯从1楼到10楼再回到1楼的状态叫为时间逆转嘛?

俄罗斯科学家研究的技术是有意义的,这在微观粒子上是个很大的进步,我们能完全做到控制粒子的行动那我们改变物质形态也将成为可能。那这个世界就将充满高科技变得科幻,这算是在科技进步上给更多的科学家一种启示吧!欢迎关注,谢谢!


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