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1. 在物理学中， 解决量子力学与引力理论之间的不相容， 是许多物理学家的终极目标。 在过去的几十年里， 物理学家为了二者的融合作出了许多的努力， 但结果却收效甚微。 在这两种理论中， 时间也具有根本上的不同性质。 在量子理论中， 事件以固定的顺序展开； 而在广义相对论中， 时间顺序受物质分布的影响。 量子力学拥有许多奇怪的特性， 量子叠加就是其中之一。 处于这特殊状态的粒子似乎可以 同时处于两个或两个以上的位置或状态。 最近，来自昆士兰大学、哈佛大学 以及维也纳大学的物理学家 将这两种理论中描述时间流动的 关键要素结合在了一起。 他们发现， 事件之间的时间顺序 是可以表现出真正的量子特性的， 这表明粒子并非唯一能以叠加态存在的物体， 时间本身也可以。 2. 根据爱因斯坦的广义相对论， 大质量物体的存在会减慢时间的流动。 也就是说， 如果你将一个时钟 放置在靠近某个大质量物体的位置， 那么时间会比放置远离这个物体的位置流逝得更慢。 根据量子理论的规则， 任何物体都能以叠加态的状态出现。 位置的叠加态也是量子物理定律所允许的， 它不同于将一个物体随机地放置在两个位置中的其中一个。 在物理学中有这样一个 悬而未决的问题： 当一个物体的质量大到足以影响时间流动， 而这个物体又处于量子叠加态时， 会发生什么？ 这是一个让物理学家争论不休的话题。 有的认为这种情况从根本上就不可能发生， 因为一些新的机制一定会在一开始就阻止叠加的形成； 有的则假设这是可能的， 并在此基础上，发展出了完整的理论。 3. 在新的研究中， 物理学家们进行了一个思想实验 来研究量子的时间顺序。 他们思考了一个在空间叠加中的大质量物体， 试图研究如果一个时钟 受到了这样一个处于量子叠加态的 大质量物体的影响， 那么它测量的会是什么？ 他们本以为， 这一设想会遇到许多 使其无法实现的障碍。 但令人惊讶的是， 他们仅用标准物理教科书上的内容 就准确地描述了发生的一切。 他们发现当一个叠加态的大质量物体 被放置在一组时钟附近时， 时间顺序会表现出真正的量子态， 且不会受任何经典描述的影响。 在量子的时间顺序中， 时间的流动不是一个直接向前的箭头， 而是在前后方向上因果共存。 这与我们的日常经验相去甚远， 但从这项研究中， 我们能获得了一个非常重要的洞见， 那就是量子时间顺序是可以存在的， 而且它还能导致新的物理效应。 4. 那么在新的研究中， 究竟发生了什么呢？ 假设有两艘正在为同一太空任务 进行训练的星际飞船。 两艘飞船被要求在指定时间向对方开火， 与此同时，它们还需立即发动引擎， 躲避对方的攻击。 如果任何一方太早开火， 另外一艘飞船就会被摧毁。 ○ ○ 图片来源：Magdalena Zych |
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