2022年诺奖揭示量子纠缠研究，同时也暗示了时间实际上可能不存在

2022年诺奖揭示量子纠缠研究，同时也暗示了时间实际上可能不存在!

1922年，诺贝尔物理学奖授予了年轻的丹麦科学家尼尔斯·玻尔，他致力于理解原子的结构，我们似乎只需要再迈进一步，就能揭开宇宙微观的秘密了。

然而，100年后的2022年，物理学诺贝尔奖授予了阿兰·阿斯佩，约翰·克劳泽和安东·塞林格三位研究量子纠缠并证明了相反观点的科学家，即宇宙本身对其最小粒子的运动毫无头绪。此外，在某个尺度上，现实并不存在。

然而，这怎么可能呢？遗憾的是，我们越是试图探究物理学的基本定律，就会发现我们的世界就越是变得离奇，直到我们开始怀疑我们所认知的宇宙是否真的存在。

这个宇宙的绝大部分对于现在我们人类而言是不可见的，即使是爱因斯坦自己也被这一点所震惊并为之感到不安。

想想看，加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室在一个试图诱导核聚变点火的实验中，实验室最先进的激光器由于无法预见的量子效应而失败，导致一次极具威力的爆炸，将整个建筑物炸成废墟，数百名员工被埋在废墟下。几个小时后，美国官方发布了一份声明，公布了这场可怕事故的死亡人数。

就在那个时刻，数千公里之外，一股未知的力量将加利福尼亚州的死者和幸存者转移到了医院里。在这场事故中的伤亡数字还没有被报道出来之前，所有这些人既不是活着的，也不是死去的。

怎么形容呢？就像此时此刻，自己视野所见之内才是确定的真实状态，也就是说，自己视野之外的一切状态都是不确定的。

你可能暂时难以理解这样的说法，爱因斯坦和他的一大批粉丝也会赞同你，他们坚信现实存在于宇宙中任何时候的任何层面上的，从星系团到个体再到基本粒子。换句话说就是，现实存在于任何地方和任何时间，只是我们不够快，无法亲眼看到。

在这场事故中，我们能确定被掩埋的人的状态到底是活着还是死去，而不是第三种未知的状态。

总之，即使在远离科学家窥探目光的情况下，光子也可以在某些实验中显示出奇怪的行为。

而对于原子中的光子和电子来说，它们必须具有严格定义的参数，尽管这确实是我们宇宙中的必要条件，但情况有些不同。爱因斯坦的现实主义在已经熟悉的原子模型的发现中出现了另一位强有力的对手——尼尔斯·玻尔。

你看，到了1927年，著名的双缝实验已经证明，无论是光子还是电子都不能决定它们是波还是粒子，它们选择同时成为这两种状态，每种选项都是不确定的。

而项目中提到的“量子纠缠”，成了爱因斯坦这个现实主义者最为担心的事情。科学家们早就注意到，由一个源产生的粒子可以展现出相互关联的特征。

如果其中一个粒子在一处测量了量子自旋，则另一个粒子的自旋值就会被定义为-1，即使它没被测量。也就是说，当一个粒子被观察确定状态后，与它配对的粒子就会是一个相反状态，不论它们之间的距离有多远，它们似乎被一条隐形的纽带绑在了一起。

即使它们分别处于地球的两极，这种联系仍然存在。

尼尔斯·玻尔认为，量子自旋并不是预先定义的，只有在测量时才会假定两个值中的一个，因此，宇宙其实在其微观现实中玩着骰子的游戏，这让爱因斯坦更加不喜欢这种不确定性。

在某些情况下，一个粒子的信息会被传递给另一个粒子，而且速度比光速还快。

爱因斯坦称之为“幽灵般的遥距作用”，并宣称这种现象根本就不存在。根据他的理论，粒子从一开始就知道它们的状态，并且，没有这些随机事件和神秘行为它们也可以良好的运作。

和玻尔的争议在学界一直持续到今天。虽然量子力学已经成功解释了实验结果并成为现代物理学的基石，但仍有科学家试图寻找一种理论来解释这些现象，既能够保持实验结果的准确性，同时也能符合我们的日常经验。

1964年，爱尔兰物理学家约翰·斯图尔特·贝尔想出了一个方法来确定隐藏的变量是否是真实存在的。

然后，他就发现了一个杰出的定理，有两位科学家艾丽斯和鲍勃各自拥有一个箱子，里面有一个红球和一个绿球。

他们可以选择打开一个箱子，然后将球取出并测量它的颜色.

根据贝尔的计算，如果爱因斯坦是对的，粒子确实从一开始就隐藏了自己的值，那么在大多数情况下，艾丽丝和鲍勃将会有75%的几率匹配。

但如果尼尔斯·玻尔是正确的，即直到最后一刻宇宙才知道粒子的自旋状态，那么艾丽丝和鲍勃的结果在进一步的迭代中将有85%的情况下匹配。

这是非常具有挑战性，也是值得获得诺贝尔奖的具体实验。

数年过去了，当物理学家们专注于他们的设备时，天文学家通过探索宇宙空间，并探测到了现实主义者爱因斯坦所预测的一个悖论物体——第一个黑洞。

这种物体的存在本身就挑战了人们的认知。

那么，爱因斯坦的深刻洞见是如何摧毁了我们通常所认知的时间作为宇宙的基本特性呢？

我们几乎从来没有意识到，当你在做一些简单的事情的时候，比如穿越马路，这对于另一个星系的某个人来说，你瞬间变老了一百年。

如果你想让自己的时间过的更慢，当你在黑洞周围的时候，地球上的每个人在你看来都会加速老化。

这样的时间观念可能会让17世纪的牛顿爵士愤怒到锤烂棺材板，跳起来大骂，因为他将时间视为适用于整个宇宙的计数器。

牛顿认为不管在哪里，无论是地球表面、木星轨道上还是遥远的太空中，一秒钟始终都是一秒钟。

更重要的是，宇宙中所有的位置都统一在一个现在时，简单的说就是，在地球现在的时间，也是我们当前整个宇宙所处的时间，就是这么简单而直观的世界观。

但是，那时代的另一位天才戈特弗里德·莱布尼茨向牛顿提出了一个相当令人不舒服的问题，莱布尼茨说：如果我们从宇宙中移除了所有物质，那么时间会发生什么变化呢？

牛顿肯定地回答说，时间会像什么也没发生一样继续流逝。

但是莱布尼茨并不认同，他认为如果所有可以体验时间的东西都消失了的话，那么时间也同样会消失。

换句话说，莱布尼茨声称时间是相对的，而牛顿毫不犹豫地称之为无稽之谈，并利用

他在科学界的所有手段来压制莱布尼茨的想法。

200年后，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦向世界展示了他的革命性方程。

这些方程提供了电磁学的完整描述，而科学家们在其中发现了一个奇怪的怪异现象。

在这些公式中，重要的是时间的变化而不是它的方向。

简单地说：当两个电子碰撞并因它们的电荷相同而相互排斥并反弹时，你可以在不违反电磁学定律的情况下无限地倒带时间。

此外，如果你只观察电子之间的相互作用，你永远不会知道时间朝哪个方向流动，你只知道它在变化。

这种时间的相对性启发了爱因斯坦的理论，但他并没有就此停止脚步，爱因斯坦猜想，时间并不是牛顿的普适计数器，而是一个浮动的参数，它强烈依赖于上下文，正如莱布尼茨所预测的那样。

对于你的时钟来说，最重要的是你在空间中的位置，大质量物体会扭曲宇宙的结构，因此，深空中的宇航员会认为地球和木星上的时钟比较慢一点。

而对于地球上的人来说，一个秒仍然会像往常一样持续一秒，而在木星上会稍微短一些，在宇航员的钟表上会稍微领先。

如果我们将它送到黑洞，对他们来说的一秒可能会变成地球上的一百秒，也可能是许多年的差距，正所谓，我们神话中所说的天上一天地上一年。

如果宇航员乘坐接近光速的宇宙飞船旅行，同样的效果也会出现。

所有这一切都意味着，由于某种原因，在宇宙中并不是单一的“现在”，答案将根据您问的人而变化，每个人相对来说都有自己的一个时间。

爱因斯坦的理论表明，如果宇宙飞船突然减速，那么它的乘员将感觉时间过得更快，而地球上的人将会感觉时间过得更慢。

这就是为什么在接近光速时，时间似乎会变得不同，因为它取决于你当下的速度和位置。

而且如果有一个适当的观察点，不需要任何加速就能感觉到时间巨大的差异。

一个位于可观测宇宙边缘的星系正在以惊人的速度远离地球移动时，对于观察者来说，你过马路所花费的十秒在对方看来可能你用了一百年。

我们的每一次速度和位置变化，都会让自己的时间进行改变，但自己并没有感受到什么不同，这是因为相对于空间中的物体，每个物体的时间是单独存在的。

量子纠缠实验，让过去的物理学家们感到更加困惑。

到了1972年，美国物理学家约翰·克劳泽找到了一种测试贝尔定理的方法，这个定理涉及了奇怪的量子物理学假设，其中就有不存在现实的概念。

克劳泽的实验并非检查两个纠缠粒子之间的信号速度，而是检查它们之间的关联，这些关联是超越了物理界限的。

在物理学家的实验中，爱丽丝和鲍勃分别转动他们的探测器，这只有两种结果：光子在两侧都被探测到，或因为探测器的设置而在两侧都没有显示。

这个实验的重点在于观察探测器的设置如何影响光子的极化，即空间中它们的波长相对长度。

并且在其他情况下，结果当然是不匹配的。

如果爱因斯坦关于光子的隐藏但预定义变量是正确的，那么匹配的比例不会超过75％。

而约翰·克劳泽的实验表明，匹配和不匹配的比例甚至高达85%到15%。

贝尔定理被证明是正确的，因此对于单个粒子而言，宇宙实际上没有任何明确的现实。

但是，爱因斯坦的追随者们仍有一个漏洞。

问题在于，爱丽丝和鲍勃如何转动他们的探测器，想要达到绝对随机是根本不可能的。

那么，如果现实的隐藏变量不是存在于光子本身中，而是存在于实验者对粒子探测器的操作中，那该怎么办呢？

这种观察者效应也可以应用于整个宇宙。

如果我们周围的现实是我们自己行动的产物呢？

如今，没有人会怀疑宇宙大爆炸理论的存在，但如果我们猜想它在遥远的过去发生之前并不存在呢？

这听起来就是一个非常疯狂的想法。

在尼尔斯·玻尔的观点中，通过观察实验，一个人不仅让粒子识别了它们的变量，还让它们变得真实。

而且，一旦科学家离开，那里的一切都将不复存在。

这种对现实的极端观点让爱因斯坦非常不满，他拿着一张月亮的照片有些不高兴地向助手问道：“你真的相信月亮在你不看它的时候就不存在吗？”

大胆的量子理论家们则给出了肯定的回答。

约翰·阿奇博尔德·惠勒（John Archibald Wheeler）是尼尔斯·玻尔（Niels Bohr）的学生。

起初，在奇怪的想法方面，他似乎比老师玻尔更胜一筹。

在上个世纪40年代末，惠勒半开玩笑地说：整个宇宙中就只有一个电子。

据他的说法，首先，这些粒子是相同的，很可能是同一个物体，其次，如果时间倒流，我们所熟悉的负电子随着时间从过去穿越到未来，对我们来说，它看起来就像带正电的正电子。

因此，一个电子可能会不停地穿越时间，来回地反复横跳，逐个构成地球上的每一个原子。这听起来就很离奇，匪夷所思，但物理学并不禁止这种大胆的猜想。

约翰·惠勒（John Wheeler）的想象力最终被一个与现实本质有关的更大胆的理论所吸引，就是参与性宇宙的理论。

该理论认为，物理定律与现实的观察者，也就是你和我，一样参与了现实的创造。

惠勒本人将其比作老游戏“20个问题”。

爱丽丝和鲍勃必须通过向对方提出简单的是或否问题来猜测物体，如果问题足够深思熟虑且精确，一个有经验的玩家甚至可以在不到20步的步骤中轻松猜出物体。

这就是惠勒认为我们与现实互动可能会有一个显著差异的情况，其中有一个重要的区别，那就是当宇宙本身回答鲍勃的问题时，它并不真正公平。

当鲍勃提出问题时，宇宙并不会公平地回答是或否，而是完全随机的，因为它实际上甚至可能连想都没想过，但仅凭鲍勃的问题内容就足以让宇宙提供明确的答案，因此，宇宙似乎从一开始就知道了它所要展示的内容。

惠勒称这个原则为“从位”（it from bit），暗示着简单的问题和“是”或“否”这样类似的二元答案，实际上可以从无到有地创造宇宙的现实。

这意味着月球不是数十亿年前出现的，而是在某个地球上的人抬头看的那一刻才出现的。

同样地，远古时期的宇宙大爆炸也是由20世纪科学家们思考着星系为何会四处飞行的这个正确问题后创建的。

因此，这个理论表明，宇宙和我们观察者状态是相互依存的，而现实本身就像是宇宙对于我们提问后的答案反馈。

就比如，当观看我的影片没点赞的朋友，在我的现实中，你是不存在的。

但是，为什么我们每个人的现实都是一样的呢？根据惠勒的理论，宇宙是具有能够同时给出所有观察者最佳和最精确答案的现实。

粗略地说，我们目光所看到的就是由我们共同创造的。其实，有点像现在的游戏渲染技术，显卡只会渲染当前角色视野范围内的一切，而视野之外的都不用处理，因为它们根本就不存在。

如果这是真的，那么谁有权向宇宙提问呢？仅仅只有像人类这样拥有如此高地位的智慧生命吗？

或者，狼通过对月亮的叫第一次让月亮现实化么？

那拍摄月亮照片所用的胶片呢？

这个矛盾实际上就是参与式理论中的一部分。

然而，约翰·惠勒（John Wheeler）终其一生也未能完成他潜在的革命性理论，因为超级观察者的复杂性使问题变得复杂。

在量子纠缠的诺贝尔奖获奖实验中，法国科学家阿兰·阿斯佩（Alain Aspect）花了10年时间完全排除了实验者对实验的影响。

在光子实验的核心仍然是一样的，而阿斯佩所做的不同之处在于他在每一边都放置了几个带有固定预设的探测器，并在它们前面放置了特殊的石英晶体。

它们的作用是将光子偏转到这个或那个探测器，而不依赖于人类的干预以保持纠缠状态的完整性。

结果很容易地与贝尔的理论进行比较，也就是说，可以计算出匹配率，而且可以确定这些匹配不是由实验者自己引起的。

阿斯佩进行了大量的测量，更有力地证明了在粒子层面上，宇宙并不是真实的，直到它被

测量并被迫做出选择。

即使如此，如果脱离了实验者的干预，那么这些微观粒子之间的纠缠关系将会一直存在吗？这就是约翰·惠勒要问宇宙的问题。

但，即便阿斯佩用他的晶体取得了成功，而爱因斯坦的追随者们仍然有最后的希望，就是那些引导微粒如何行动的隐藏变量是否潜藏在晶体中这个问题。

似乎无论科学家们尝试多少次探索宇宙的核心，它总是能够随机应变地提出新的含糊不清的借口。

仿佛一个客观的真实世界不仅在粒子层面上不存在，那么我们的世界将会剩下什么呢？

近年来，更多的研究者开始将注意力转向精神层面，认为意识本身可能是创造现实的源头，而非它的反映。

这个观点被称为“意识本原论”或“心灵导向”。虽然这个观点仍然有待进一步的证实和探讨，但它提供了一种截然不同的看待现实的方式，让我们重新思考了我们对世界的理解。

越来越多的科学家倾向于相信，我们周围的不是真实的现实，而是幻影。

2015年，加州大学的认知心理学家唐纳德·霍夫曼发表了一篇惊人的文章，提出了所谓的界面理论。

现在，你正在用电脑或智能手机的屏幕观看这个视频，你可以看到，自视频开始以来过去了多少分钟和秒数，如果你没看懂，你可以暂停或倒带。

请别误会，我不是在评判你。你所使用的整个界面是由你的设备中的处理器所生成的。

但是，如果你只看到屏幕上的像素，你能找出它们是如何工作的吗？

唐纳德·霍夫曼问道：如果，在我们从设备中抬起头来看，并能看到由我们自己所创建的宇宙的接口时，那会怎样？

而我们的眼睛，也只是能感知到贯穿整个宇宙的电磁波谱中微小的不到百分之一的部分，就像无论你如何努力，都无法看到房间里的 Wi-Fi 信号一样。

唐纳德·霍夫曼认为，人类进化出这种感知方式是为了生存，因为视觉对我们的祖先是非常重要的，眼睛可以让他们在丛林中发现危险的动物。

但那个时候他们并没有面临过辐射，这对人类来说同样是危险的。

在我们不完美的感知中，宇宙的基本特性有时会显现出来，让我们进一步对其现实性产生怀疑。

因此，现在我们需要特殊的工具来观察它，以在人为灾害中看到辐射。

也因此，我们人类的界面根本不适合研究宇宙的实际现实。

德国物理学家马克斯·普朗克在20世纪初期，决定推导出新的测量单位，这些单位不

依赖于平常生活的米或英尺，而是遵循宇宙本身的客观属性——即普朗克长度。

它基于三个自然常数，这个长度如此之短，即使我们将原子放大到地球大小，也仍然无法区分出普朗克长度，它比一根头发还要细。

他还从这个单位中推导出了普朗克时间，即光子通过一个普朗克长度所需的时间。

这些单位在我们的层面上来看都非常非常的小，这些高度不实用的单位并不是科学的怪异现象，实际上，普朗克推导出了空间和时间的最小分辨率，超过这个点，所有已知的物理定律都将无法继续发挥作用。

从而，整个宇宙似乎也失去了任何意义，有些人隐喻性地称这些像素构成了时空本身，就像它是屏幕上的图像一样。

那么，如果普朗克真的深入研究了这个虚幻的宇宙界面，会怎么样呢？

但是真正让科学家感到不安的是这个神秘的数字，即所谓的精细结构常数，非常接近137，它不是米、秒或任何实际量度，只是一个奇怪的系数，在各种公式中都有出现。

精细结构常数是一个与电磁相互作用相关的基本常数，通常用符号α表示。

它通常出现在各种物理公式中，包括电磁场和光子的相互作用，以及原子和分子的结构等。精细结构常数的存在，表明了电子在原子中的行为方式，以及基本粒子之间相互作用的基本性质。

它是一个非常重要的常数，对于我们理解宇宙的基本性质是非常关键的。

似乎所有事物都像精细结构常数一样，作为我们宇宙中几乎所有相互作用的基础。

如果它等于其他任何值，生命甚至原子都将不存在。

同时，物理学家们也不知道为什么它的值是137，就好像有人只是以这种方式编程一样。

在2003年，所有这些关于宇宙的奇怪现象都启发了瑞典哲学家尼克·博斯特罗姆。

他提出了一种类似的假说，简单地说，它认为，如果宇宙允许文明存在极端强大的超级计算机并且能够将思维数字化，那么我们很可能生活在他们的模拟中，从而产生了我们所看到的宇宙。

如果这种矩阵的分辨率真的像普朗克参数所示，那么在这样的规模和质量下模拟宇宙是很有可能的。

物理学家们并不否定博斯特罗姆的假说，不是因为这个假说太不可思议了，而是因为物理学家们并没有发现有证据能够证明或反驳这个假说。

但是因为这个假设在科学上不切实际，物理学家并不支持博斯特罗姆的假说。

我们必须承认我们无法理解真实的世界，这也将成为我们对真相探寻的阻碍。

但，这并不能阻止诺贝尔奖获得者。

在90年代末，奥地利物理学家安东·塞林格设法改进量子纠缠实验，使其达到了其逻辑结论。

他利用超快速随机数生成器增强了阿兰·阿斯佩的设备。调节石英晶体的导电能力，换句话说，塞林格堵塞了爱因斯坦隐藏变量的所有可能性。

并最终证明了在量子尺度上宇宙的确是不真实的，这使得它在某种程度上类似于一个视频游戏，小细节只有在玩家看到它们或足够接近时才会加载。

特别有趣的是安东·塞林格也被认为是量子隐形传态的创造者。

他发明了一种可行的方法，可以将未定义状态的粒子远距离传输给其他粒子。

这是朝着创建超级强大的量子计算机的重要一步，虽然相对较小，但可能比我们普通的硬件高效数百万倍。

如果这能证明博斯特罗姆的模拟假说呢？

也许我们最终会成为一个文明，然后再创造一个带有祖先的宇宙模拟，或者这已经发生了。

还有一个理论认为我们的世界是真实存在的，即超级决定论

超级决定论认为时间是一种幻觉，宇宙中的所有事件已经发生，这既不违背三位诺贝尔奖得主的实验，也能让我们的世界变得绝对真实。

换句话说，过去、现在和未来都是确定的，而且是已经被注定发生，我们只是在按照注定的脚步进行着。就像你在观看这部影片一样，其实，一开始，影片的内容就已经是确定的，你当前的观看的时间进度就是“现在”。

这意味着我们不是在进入一个不确定的未来，而是在观看一部有关宇宙生命的预录电影，如果存在这样的世界，那么关于量子纠缠的实验就包含了隐藏的变量，这些变量也已经写入了宇宙的剧本中。

因此，没有新的经验能够展现它们，因为它们也是这个不变和预先计划事件序列的一部分。

然而，超级决定论需要我们面对一个重大的存在主义问题，那就是没有自由意志。

所以，你更喜欢哪一个？

一个不那么真实但稍微可控的宇宙，还是一个毫无思考能力、动作事先被编写的木偶角色呢？