時間問題

理論物理學中,時間問題廣義相對論量子力學間對於時間的概念衝突。量子力學中,時間的流動被視為絕對與同一的;廣義相對論中,時間的流動則是相對且受到環境的影響。[1]此一問題涉及了物理學中,時間究竟為何?它是否是一真實存在、獨一的現象。另外時間似乎只有單方向的流動也是一個探討的主題,儘管目前不存在有一微觀的物理定律要求時間的單一流向。[2]對巨觀系統來說,時間的流向則直接連結到一些第一原理,比如熱力學第二定律

量子力學中的時間编辑

古典力學中,時間被賦予特殊角色,它被視為一個背景參數,在探討系統之外。在建構量子力學的標準過程中,如此的處理也被保留。實際上,這樣的處理方式與量子力學的主流哥本哈根詮釋交織在一起:所有對可觀測量的測量都是某個時刻進行的,而各種測量的結果有其一定的機率。

狹義相對論改變了對於時間的觀念。但對與某一選定參考系為靜止的觀察者而言,他或她的時間(「原時」概念)仍顯示為一個獨特、外在、全域的參數。牛頓力學觀點的時間在狹義相對論體系中呈現了一定程度的保留。

廣義相對論中絕對時間觀的顛覆编辑

隨著廣義相對論的發表,時空不再是一絕對、靜態的實體,而是動態的;重力即是時空幾何形狀的表現。

物質與時空有所互動:

時空告訴物質如何運動;物質告訴時空如何扭曲。

——約翰·惠勒,《Geons, Black Holes, and Quantum Foam》,235頁。[3]

此外,時空也可與自身發生交互作用,即重力波。時空的動態本質對於時間觀產生了廣大的影響。

參考文獻编辑

  1. ^ Wolchover, Natalie. Quantum Gravity’s Time Problem. Quanta Magazine. December 1, 2016 [2020-11-08]. (原始内容存档于2021-02-10). 
  2. ^ Folger, Tim. Newsflash: Time May Not Exist. Discover. June 12, 2007 [2020-11-08]. (原始内容存档于2019-11-19). 
  3. ^ John Archibald Wheeler. Geons, Black Holes, and Quantum Foam: A Life in Physics. W. W. Norton. 18 June 2010: 235. ISBN 978-0-393-07948-7.