6.1 谁在滴答? (Who is Ticking?)

“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 。
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传统物理:先有时间 ,再有演化 ,最后这导致了状态的变化。
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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。
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当我们处于纯态(全知)时,没有时间。
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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”。
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光子的模流是停滞的,所以它没有时间。
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黑洞视界的模流是极速红移的,所以那里时间冻结。
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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。