如果埃利斯是对的,他要如何解释宇宙的前沿不断向前推进的机制?他说“界面就是不确定的未来不断转化为确定的过去的地方”。他从物理家们所熟知的另一个物理学分支上看到了希望,这个分支认为能够将显而易见的不确定性转化为确定的现实。它属于量子力学的领域,这是一种能够控制亚原子粒子行为的奇特理论。
量子水平上都是由机会和概率决定。例如,我们无法预测粒子确切的运动状态,包括粒子的位置和能量,直到你去测量它。而在此之前,这个粒子由无数的可能性构成,处在由无数可能的位置、速度、能量所组成的“叠加态”。然而,一旦粒子被观察,这个含有各种可能性的泡沫将破裂,坍缩为一个单一、随机但确定的状态。这是一个严格的单向过程,一旦状态坍缩,粒子将无法自然地回到之前的多重态。而被观测之前我们也无法预知粒子坍缩后的状态,最终结果无法预先设定。
这种看起来与爱因斯坦的块宇宙相矛盾的理论已被实验多次证明。几十年来物理学家深知量子力学与广义相对论无法相容。两者对时间的自然状态有不同的观点,前者认为时间是自然流逝的实体,而后者却认为时间只是我们主观感受产生的错觉。这种分歧成为了统一量子力学和广义相对论的主要障碍,而统一的量力引力理论将能解释从原子到行星的宇宙万物。
量子力学的实验给了埃利斯信心,他坚信时间是真实存在的,而爱因斯坦的单一块宇宙理论存在错误。“一些物理学家认为未来已经在今天已经确定,但我认为他们还没有认真地考虑量子不确定性,”埃利斯说,“对我来说,量子不确定性意味着未来的事在它真的发生以前都还是未知数。”
他认为在他的块宇宙延伸理论中,不确定的未来通过一系列微小的量子事件逐渐凝结为确定的过去。在每个事件中,粒子经过自身内部矛盾力量的斗争,从开始的不确定量子状态转化为一个明确的状态。随着邻近的粒子都经历了这一过程,确定性的波浪将开放的未来变为已定的过去。
未来之路
埃利斯也许已经构建了一个将时间重新放回物理学的框架理论,但要说服他的同行们还很困难。牛津大学客座教授朱利安·巴伯很钦佩埃利斯,但他始终认为“时间”应该彻底从物理学的领域中剔除出去。他认为,有些东西感觉起来很自然,但并不意味着它就是对真实世界的准确描述。
巴伯说:“这让我想到当年伽利略试着说服亚里士多德主义者地球是绕着太阳转的。”直觉告诉我们脚下的这个星球坚实又平静,虽然伽利略的想法与直觉相悖,但他终究是对的。巴伯相信,我们在时间的流逝中运动的想法,有一天也会像地心说那样成为一种古老的观念。
加州大学圣地亚哥分校的物理学博士克雷格·卡伦德(Craig Callender)也能感受到埃利斯的沮丧:“物理学家们一直在嘲笑我们的时间体验,认为那只是幻觉,是一种过时的想法。但即使这是幻觉,那也是最令人信服的一种”。块宇宙延伸理论可能是对的,卡伦德说,但在埃利斯能够说服大部分同行之前,他还需要对量子过程有更严格的解释,在实验中这一过程通常只影响亚原子物体,它如何层叠推进以致对整个宇宙产生影响。
另一种反对意见认为人的观测能够让粒子的叠加态收缩为确定状态,但宇宙中存在大片人类无法观测到的区域,又由谁来提供这种观测过程?埃利斯则反驳道,量子坍缩并不一定需要一个有意识的观测者,粒子每次发生碰撞,也能撞破它们的不确定状态。这种观点被称为退相干(decoherence),已被物理学家普遍接受。
埃利斯说:“在我看来,量子坍缩无时无刻、无处不在地发生”。他指向一颗洒满阳光的树,补充道:“每当一粒光子照射到一片树叶,这颗粒子的量子不确定性就会坍缩。”
埃利斯承认他的想法还只是推测。“我不会说我的想法牢不可破,”他承认道,“但我认为在我的理论框架中,每件事都能讲得通。”
并且他还认为证明的责任不在于他,而在于那些宣称时间只是幻觉的人们。埃利斯说,毕竟,他的模型不仅仅是通过量子实验让时间看起来是真实的,而且也符合我们的一般感觉,“这个实验符合我们每个人,每时每刻都在进行着。”我们的生活本身就是一个得以支持他的理论的实验。
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