北京時間9月2日消息，據(jù)國外媒體報道，繼“薛定諤的貓”之后，又有科學家提出了“薛定諤的時間”概念。也就是說，某個事件可以是另一事件的起因、也可以同時是另一事件的結(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，科學家設想了這樣一種場景：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、減慢了時間的流逝，因此這些飛船上可能會發(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。

科學家指出，在這種情況下，時間順序、或者說因果關系便處在了“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，必然躲不開這種情況。

量子時間

“薛定諤的貓”其實是一個著名的思想實驗，它假想有一只貓被關在一個盒子中，盒子里有一種放射性物質(zhì)，一旦衰變，就會將貓殺死。根據(jù)量子疊加態(tài)原理，在對貓的狀態(tài)進行觀測之前，貓“活著”和“死去”的概率是完全相等的。也就是說，在打開盒子之前，貓可以同時處于“活著”和“死去”兩種狀態(tài)。而在量子力學中，疊加態(tài)指一個粒子可以同時以多種狀態(tài)存在，就像薛定諤的貓一樣。

而最近發(fā)表的這個思想實驗則將量子疊加態(tài)原理與愛因斯坦的廣義相對論結(jié)合在了一起。廣義相對論指出，巨大物體質(zhì)量可以使時間放慢，這一點已經(jīng)得到證實，并且這種效應是可以被測量的。例如，對一名在太空中繞地球旋轉(zhuǎn)的宇航員來說，時間會過得比地球上稍微快一些。因此，假設未來有一艘宇宙飛船來到了一顆巨型行星附近，飛船上的人感受到的時間便會比遠處飛船上感受到的慢一些。此時這顆行星對于兩艘飛船上的人而言，便同時處于“近”和“遠”兩種狀態(tài)之中。

時間錯亂

在這種疊加態(tài)中，兩艘飛船上的人經(jīng)歷著兩條不同的時間線，因此因果關系可能會變得十分錯亂。例如，假設兩艘飛船要進行軍事演練，既要朝對方開火、又要避開對方火力，并且雙方都很清楚對方準備開火的時間。假如附近沒有巨型行星干擾時間線，這就只是一次簡單的演習而已。但假如有這么一顆巨型行星、并且雙方艦長均未考慮到時間變慢的因素，飛船就可能來不及躲開導彈、結(jié)果被擊中摧毀。

由于行星處在“近”和“遠”的疊加態(tài)上，兩艘飛船無法得知自己是否能及時避開對方的射擊。不僅如此，在這種情況下，“因”和“果”還會發(fā)生倒置。假設有兩起具有因果關聯(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A會先于B發(fā)生，有時B又會先于A發(fā)生。這就意味著，A和B可以同時互為對方的“因”和“果”。

當然了，在現(xiàn)實生活中，我們并不會受到這樣的干擾。但這種思想實驗對量子計算機的研制具有一定的現(xiàn)實意義。即使我們尚未弄清整套量子引力理論，這種概念也對我們有很大幫助。如果能在計算中充分利用疊加態(tài)，量子計算機系統(tǒng)就能同時從“因”和“果”兩個角度出發(fā)、對某個過程進行評價了。這樣一來，量子計算機的效率或許可以進一步提高。(葉子)