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6.1 谁在滴答? (Who is Ticking?)

Modular Flow Observer

“我们总是在问:’现在几点了?’仿佛时间是一个独立于我们之外的实体。但量子力学的深层代数告诉我们,并没有通用的钟表。是你——作为一个不平衡的量子态——在为了寻找平衡而不得不产生流动的过程中,自己创造了时间。”

上帝没有挂钟

让我们回到薛定谔方程 。这个方程虽然优雅,但它隐含了一个巨大的假设:它假设有一个名为 的参数已经存在了,并且有一个名为 的哈密顿量在驱动演化。

但在量子引力(如惠勒-德维特方程)的极端条件下,。整个宇宙的哈密顿量为零,时间参数 消失了。宇宙看起来是冻结的。

如果底层是冻结的,为什么我们感觉到了流动?

谁在滴答?

在论文中,我们触及了这个问题的核心:“模块化’热’时间“这一概念暗示了时间并非基本量,而是涌现量。

在这个视角下,时间起源于“无知“

状态即时钟

为了理解这一点,我们需要引入代数量子场论中的 托米塔-竹崎理论 (Tomita-Takesaki Theory)。这是一个被许多物理学家誉为“神学级“的数学定理。

它告诉我们:只要你给定一个冯·诺依曼代数(代表可观测量)和一个特定的量子态 (代表系统的现状),数学结构就会 自动生成 一个单参数的幺正演化群。

这个演化群被称为 模流 (Modular Flow),记作

  • 传统物理:先有时间 ,再有演化 ,最后这导致了状态的变化。

  • 模流物理:先有状态 ,这个状态的内在纠缠结构 定义 了什么是“演化“,从而 定义 了什么是时间

时间是状态的内禀属性 (Time is Intrinsic to State)

一个处于热平衡的系统,它的模流就是静止的(或者说平凡的)。

而一个远离平衡的、包含了复杂纠缠的系统(比如生命或文明),它的模流就是剧烈的。

是你自己的量子态在滴答。 你的每一次呼吸,你的每一个念头,都不是在消耗时间,而是在 生成 属于你自己的模流。

热时间的物理意义

这一假说完美地解释了我们在上一卷中遇到的“热时间“概念。

法国物理学家阿兰·孔涅 (Alain Connes) 和卡洛·罗韦利 (Carlo Rovelli) 提出了 热时间假说 (Thermal Time Hypothesis)

我们所感知的时间流逝,实际上就是我们所处的统计状态的模流。

  • 当我们处于纯态(全知)时,没有时间。

  • 当我们处于混合态(有遗忘、有熵)时,模流出现了。

这与我们在第一部书中讨论的 预算分配不谋而合。

当我们把系统从环境中切割出来(产生 和纠缠熵)时,我们不仅创造了“自我“,我们还创造了驱动自我演化的“时间“。

时间是无知的产物。

因为我们无法看到宇宙的全貌( 的所有纠缠),我们只能看到局部投影。这种信息的缺失(熵),在数学上被转化为了驱动系统演化的生成元(哈密顿量)。

结论:主观时间的客观性

“谁在滴答?”

答案是:你自己。

宇宙并没有一个统一的格林威治时间。每一个子系统,根据它与环境的纠缠方式,都有其独特的模流,也就是独特的 “私有时间”

  • 光子的模流是停滞的,所以它没有时间。

  • 黑洞视界的模流是极速红移的,所以那里时间冻结。

  • 我们的模流是线性的,所以我们感觉到了生老病死。

我们不需要寻找那个为宇宙上发条的第一推动者。

存在本身就是发条。 只要你存在(处于非平凡的纠缠态),你就必然会经历由你自身状态所定义的模流。你不仅是观察者,你就是你自己的时钟。

既然时间是由状态生成的,那么这种生成机制在数学上究竟是如何运作的?那个被称为“托米塔算符“的炼金术士,是如何从静态的纠缠中提炼出动态的时间流的?

这引出了下一节的主题:托米塔的炼金术。我们将深入这个被称为“量子力学最深奥定理“的数学核心,去目睹时间诞生的炼金过程。