海南大学团队提出基于量子关联的时间之箭新理论

人类对时间流逝的不可逆性——即“时间之箭”——这一深刻的物理学疑问，正迎来新的理论阐释。中国海南大学物理学家蔡庆宇领衔的研究团队，于2025年末期提出了一项全新的理论，旨在从量子关联的动态演化角度解释时间为何呈现出明确的单向性，此理论为区别于传统热力学熵增解释提供了新的视角。

在经典物理学和相对论的框架内，物理定律在时间上通常是可逆的，理论上允许时间倒转，例如行星轨道反向播放仍符合引力定律。然而，日常经验，如玻璃破碎后无法自发复原，清晰地表明了时间流逝的单向性。蔡庆宇团队的创新之处在于，他们将这一难题置于量子力学的视角下，核心聚焦于“量子关联”的演化过程，认为时间之箭的根源内嵌于量子系统自身的微观动力学之中，而非完全依赖于外部观测。

根据该新理论，当两个量子粒子相互作用并建立起信息层面的“量子关联”后，团队通过一个数学上的“不可行定理”证明：一旦这些关联建立，就不存在任何物理过程能够独立于环境状态来完全抹除或恢复粒子最初的初始信息。这种信息不可恢复的传递过程，被认为是自动形成时间单向性的根本机制。这一观点与依赖于环境相互作用导致“退相干”的既有量子理论有所区别，它强调的是关联本身的不可逆记录是时间之箭的基础。

该研究的意义在于，它暗示了试图逆转时间将需要违背支配现实结构的基本物理法则，因为过去的信息已通过这种量子关联过程被内在编码于当下。理论物理学家、中国科学院院士孙昌璞对这项工作给予了高度评价，认为其“触及了科学中最深刻的问题之一”，并有助于弥合奇特的量子世界与日常经验之间的鸿沟。这一将时间轨迹视为存在单一轨迹的观点，确立了我们所经历的时间的独特性。

值得注意的是，其他在2025年进行的研究也探讨了量子纠缠与时间之箭的关系，例如英国萨里大学的研究表明，在某些开放量子系统中，时间之箭理论上可以双向流动，挑战了传统观念。尽管如此，蔡庆宇的理论侧重于封闭系统内部关联的积累如何产生不可逆性。该理论框架最终将相对论在宏观时空和引力下的描述，与量子力学在微观层面的时间方向性解释连接起来，深化了对时间本质的理解。