資訊物理學新範式:時間源於不可逆資訊印記
编辑者: Irena I
當代物理學正經歷一場深刻的理論轉變,核心聚焦於時間的本質及其在統一物理理論中所面臨的根本性挑戰。此轉變的關鍵在於,時間可能並非宇宙的基本構成要素,而是從宇宙中發生的「不可逆資訊印記」過程中浮現出來的現象。此觀點暗示著時空結構本身可能扮演著一個龐大的資訊儲存媒介角色,這為愛因斯坦的廣義相對論和量子力學之間長期存在的理論鴻溝,提供了新的潛在解決方案。
這項新興的理論範式,建立在資訊理論的堅實基礎之上,該理論可追溯至克勞德·夏農(Claude Shannon)在1940年代奠定的基石。研究的實質進展在於,將資訊視為一種物理實體,並將時空幾何與量子糾纏及累積的交互作用緊密聯繫起來。黑洞資訊悖論,這個長期困擾物理學界的難題,被視為推動這一理論轉向的關鍵催化劑。此框架的核心論點在於,時間的序列性是從資訊的不可逆記錄中湧現出來的,這與傳統觀點形成鮮明對比。
理論發展的關鍵參與者與機構橫跨國際學術界,包括與萊頓大學、牛津大學以及維也納工業大學相關的研究人員。具體提及的關鍵人物包括廣義相對論的奠基者阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)、資訊理論的奠基者克勞德·夏農(Claude Shannon),以及當代研究者如弗洛里安·諾伊卡特(Florian Neukart)在萊頓大學提出的量子記憶矩陣框架、娜塔莉亞·阿雷斯(Natalia Ares)來自牛津大學、馬庫斯·胡貝爾(Marcus Huber)來自維也納工業大學,以及來自義大利國家研究委員會(CNR)的寶拉·維魯奇(Paola Verruchi)。此外,與此相關的「天體全息術」研究,例如由薩布麗娜·帕斯卡勒(Sabrina Pasterski)所探索的領域,也與資訊物理學的觀點相互呼應。
此研究的背景脈絡在於物理學界百年來試圖調和廣義相對論與量子力學的努力,在統一的理論方程中,時間參數經常消失,導致宇宙被描述為一種「凍結」的狀態,即所謂的「時間問題」。愛因斯坦的相對論已將時間的觀念從絕對轉變為相對且與空間交織,而熱力學第二定律則以熵(Entropy)解釋了時間的單向性,即時間之箭,但未能解釋時間本身的存在。新理論框架則試圖透過資訊的不可逆記錄來解釋時間的湧現。
量子糾纏作為一個純粹的量子現象,其關聯性被認為比光速更快,儘管這種關聯性無法用於超光速傳輸經典資訊,從而不違反因果律。這種糾纏的概念,在解決黑洞資訊悖論中扮演關鍵角色,有觀點認為資訊並未丟失,而是以加密形式隱藏在輻射與黑洞之間的量子糾纏中。總體而言,將資訊提升至物理量的層次,並將其作為構成時空結構的基礎,代表了一種強大的解釋機制,為理解時間的起源提供了前所未有的視角。
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來源
Singularity Hub
FarodiRoma
www.nationalgeographic.com.es
The Emergence of Time from Quantum Information Dynamics - SciRP.org
Information theory brings us closer to better understanding quantum gravity | Space-Time from Info Project | Results in Brief - CORDIS
A New Theory Says Gravity May Come From Entropy—Which Could Lead to a Unified Theory of Physics - Popular Mechanics
Spacetime as Information: Encoding History in Geometry - Zenodo
What If Time Isn't Fundamental? A New Model Where Physics Runs on Information Processing Rates | by Florin Ghidan - Medium
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