資訊動力學視角:2026年研究探討時間之箭與時空生成

编辑者: Irena I

當代物理學界正聚焦於解決調和廣義相對論與量子力學的「時間問題」,此問題源於兩理論對時間概念的根本性差異:廣義相對論將時間內嵌於可塑的時空結構中,而量子力學則視其為獨立的背景時鐘,導致在統一理論建構中時間變數可能消失。

進入2026年,一股以資訊為物理實體的新思潮正匯聚力量,主張資訊的動態演化取代傳統上熵與時間之箭的關聯性。此資訊動力學觀點將重力與熱力學現象聯繫起來,提出重力可能源於資訊的統計過程,並暗示時空結構本身並非基本實體,而是由記錄過去量子交互作用的離散資訊元素構成,如同宇宙的「硬碟」。

2026年的最新進展證實,時空的幾何彎曲程度與量子資訊,特別是量子糾纏的空間分佈狀態息息相關。此框架認為,時間的序列性直接源於這種不可逆的資訊烙印,即時間流逝實質上是宇宙持續自我記錄的累積結果,因資訊的擴散過程無法在全球層面上被撤銷。此框架也為解釋暗物質帶來的額外引力效應提供了潛在途徑,暗示累積的資訊印記可能增強局部重力場。

傳統上,時間之箭與熱力學第二定律(熵永不減少)相關聯,用以解釋事件的不可逆性。然而,資訊動力學觀點提出時間是宇宙持續自我記錄動態的內生現象,呼應夏儂熵中資訊不可逆抹除導致熱力學熵增加的概念。此外,研究指出在量子系統中,關聯性減弱可能導致熱量從低溫流向高溫,間接挑戰了時間之箭的傳統解釋。

時空結構本身被視為由量子糾纏所編織的結構,糾纏是將這些資訊節點粘合在一起的「膠水」。此觀點,例如「來自量子位元」(It from Qubit, IfQ)計畫所探索的方向,旨在透過量子資訊建構時空,並可能為量子重力理論提供橋樑。該計畫在2016年7月於加拿大圓周理論物理研究院舉辦的暑期學校即吸引了大量參與者,顯示學術界對此領域的關注。

實驗物理學家正利用量子電腦作為受控環境,模擬資訊儲存極限如何產生有效時間之箭,為理解時間本質提供實驗基礎。例如,該理論框架提出了可驗證的預測,即在黑洞附近,時空中的資訊烙印將影響霍金輻射的特性。這場以資訊為核心的物理學探討,暗示我們所感知的時間,或許是宇宙不斷記錄自身歷史的宏大產物,而非獨立的外在參數。

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來源

  • Space.com

  • The Emergence of Time from Quantum Information Dynamics

  • Emergent Time: A New Paradigm - Bitcoin - DePIN - Climate

  • Physicists Challenge Long-Held Assumptions about Nature of Dark Matter | Sci.News

  • Dark matter could be masquerading as a black hole at the Milky Way's core | ScienceDaily

  • Time crystal emerges in acoustic tweezers - Physics World

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