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量子力学真正的诡异之处,德国科学家在量子实验中发现了时光倒流

2018-12-02  timtxu

      今天和大家聊一聊一件看似很诡异的事情:德国物理学家竟然在量子领域的科学实验中发现了时光倒流。


      时光倒流是科幻电影中经常出现的情节,人们常常把时光倒流与超越光速联系在一起,因为在爱因斯坦的相对论中曾经提到“钟慢效应”,即运动时钟的“指针”行走的速率比时钟静止时的速率慢,也就是相对运动速度越快的物体,其时间流逝越慢。


      物质运动的极限值是光速,即30万公里每秒,于是人们提出了这样的设想:如果物质的运动速度超越了光速,那么时间流逝的方向就应该为负,也就实现了时光倒流,但根据爱因斯坦的相对论来看,能够超越光速的物质必须同光子一样满足一个条件:静止质量为零,于是超越光速、实现时光倒流的可能性被封死。


      2017年12月1日英国《每日邮报》刊登了德国埃尔朗根-纽伦堡大学理论物理教授埃里克卢茨的一个实验,这是一个关于微观量子领域的实验,埃里克卢茨教授宣称:仅仅针对微观亚原子而言,实现时光倒流或者时光旅行在一定程度上是可能的。


      埃里克卢茨教授在这项实验中发现:在一定的情况下,热量可以由温度较低的量子态微观粒子传递到温度较高的量子态微观粒子,这种想象是违背物理常识的,因为在宏观世界中,热量只能由温度高的物质向温度低的物质传递,这种现象是不可逆的,根据热力学第二定律,熵是会随着时间增加而增加,熵是热力学中描述物质状态的参量,物理意义是体系混乱程度的度量。


      熵很好的解释了为何我们能轻而易举的将杯子或鸡蛋打碎,但是我们却几乎不可能将已经打碎的杯子或鸡蛋复原,埃里克卢茨教授发现的在微观量子领域中,热量可以由温度较低的量子态微观粒子传递到温度较高的量子态微观粒子的这种现象明显是打破了宏观世界的规律,我们找不到任何一种理论去解释它,在宏观世界中也找不到任何一种与它相似的现象,所以只能用“时间箭头”发生了反转来解释,那就是说:热量可以由温度较低的量子态微观粒子传递到温度较高的量子态微观粒子的这种现象实质上就是:时光倒流。


      埃里克卢茨教授提到的“时间箭头”为何会发生反转呢?是不是实验数据统计出现了错误呢?而且时间箭头本来就是一个相对概念,而不是绝对概念,于是埃里克卢茨教授及其实验小组为了验证“时间箭头”反转的正确性,埃里克卢茨教授将这项实验的时间箭头与实验区其他部分的时间箭头做了比较,得出的结论是:实验室其他部分的时间箭头指向经典方向,而量子态微观粒子的时间箭头真的发生了反转。


      埃里克卢茨教授提到:这项实验并不意味着建造时间倒流机器的实际可行性,但至少可以证明微观量子世界拥有着与宏观世界截然不同的运行规律,埃里克卢茨教授的这项发现可以帮助开发独特热力学性质量子引擎,完成目前科技根本无法完成的任务,例如:控制小尺度的热量流动方向。

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