海森堡不确定性原理(为什么会有宇宙空间)

海森堡不确定性原理，为什么会有宇宙空间？

谢谢诚邀，专门上百科查了一下资料。

论述以部分区域为主，未必具有普世通用的观点。

宇宙几乎是由暗能量、暗物质与原有物质组成。其他的成分为电磁波（约占0.005-0.01%）与反物质。宇宙中所产生的电磁波总量，在过去20亿年中减少了一半。 原有物质包含了原子、恒星、星系与生命，在宇宙中只占有全部成分的4.9%[6]。现存的原有物质总密度非常低，约为每立方公分4.5 × 10−31公克，相当于每4立方公尺只有1个质子。暗物质与暗能量的本质目前尚未知晓。暗物质是一种目前尚未被侦测的神秘物质型态，占宇宙全部成分的26.8%。暗能量是真空中的能量，也是导致宇宙加速膨胀的原因，在全部宇宙成分中占68.3%

宇宙是所有时间、空间与其包含的内容物所构成的统一体[8][9][10][11]；它包含了行星、恒星、星系、星系际空间、次原子粒子以及所有的物质与能量，宇指空间，宙指时间。目前人类可观测到的宇宙，其距离大约为93 × 109光年（28.5 × 109秒差距）[2]，最大为27,160百万秒差距；而整个宇宙的大小可能为无限大，但未有定论[12]。物理理论的发展与对宇宙的观察，引领著人类进行宇宙构成与演化的推论。 宇宙中每一圆盘都是一个又一个的“星系” 根据历史记载，人类曾经提出宇宙学、天体演化学与科学模型（英语：scientific modelling解释人们对于宇宙的观察。最早的理论为地心说，由古希腊哲学家与印度哲学家所提出数世纪以来，逐渐精确的天文观察，引领尼古拉斯·哥白尼提出以太阳系为主的日心说，以及经约翰内斯·克卜勒改良的椭圆轨道模型；最终艾萨克·牛顿的重力定律解释了前述的理论。后来观察方法逐渐改良，引领人类意识到太阳系位于数十亿恒星所形成的星系，称为银河系；随后更发现，银河系只是众多星系之一。在最大尺度范围上，人们假定星系的分布平均（英语：Homogeneity (physics)），且各星系在各个方向之间的距离皆相同，这代表著宇宙既没有边缘，也没有所谓的中心。透过星系分布与谱线的观察，产生了许多现代物理宇宙学的理论。20世纪前期，人们发现到星系具有系统性的红移现象，表明宇宙正在膨胀；借由宇宙微波背景辐射的观察。最后，1990年代后期的观察，发现宇宙的膨胀速率正在加快[16]，显示有可能存在一股未知的巨大能量促使宇宙加速膨胀，称做暗能量。而宇宙的大多数质量则以一种未知的形式存在著，称做暗物质。 目前有各种假说正竞相描述著宇宙的终极命运。物理学家与哲学家仍不确定在大爆炸前是否存在任何事物；许多人拒绝推测与怀疑大爆炸之前的状态是否可侦测。目前也存在各种多重宇宙的说法，其中部分科学家认为可能存在著与现今宇宙相似的众多宇宙，而现今的宇宙只是其中之一。

宇宙大爆炸巨大的爆炸能量来自哪里？

大爆炸宇宙模型认为，宇宙起源于一个奇点，但奇点是超时空的玩意，也就是说不是我们世界的东西，所以人类所有的理论在那里都失效，无法解释。

宇宙大爆炸是由宇宙原初奇点爆发的，当然能量也就是从这个奇点而来。人类虽然无法解释奇点，但并不是不可想象和借鉴。

目前黑洞理论就是中心有一个奇点，这个奇点有许多和宇宙大爆炸相同的性质，比如无限小（没有体积）、无限曲率（引力无限大）、无限密度（无法知道里面的东西多么紧密）、无限热度（无法知道温度有多高）。

当然后面几个无限都是由于前面那个无限小引申过来的。我们想想，如果这个东西连体积都无法测量，那么大质量（最小的黑洞都有3个左右太阳质量）挤在里面，怎么能够知道挤得多紧、有多密呢？其引力只是在史瓦西半径范围里达到无限，光都无法逃逸，并不是任意得无限；那么多无限密度的东西挤在一个无限小的空间里，热度当然就无法衡量了。这是从黑洞观测所得到的结论。

黑洞无毛理论告诉我们，所有进入黑洞的物质原有信息都不复存在，我们虽然不知道里面物质或能量的状态，但可探测其三个基本物理量，就是质量、电荷、角动量，凭着这些，我们人类可以观测到它们的存在，并能够测算换算出它们的质量和史瓦西半径（事件视界）。

科学家们认为，研究黑洞的成因以及性质，可以窥视宇宙起源奇点的秘密。

那么我们宇宙奇点就也同样具有质量电荷角动量了。根据爱因斯坦质能方程E=mc^2，能量当然来自奇点质量。

从这个意义上来说，我们宇宙整个质量本来就包含在这个奇点中，宇宙大爆炸的能量就来自奇点本身的质量。在宇宙大爆炸那一刻开始，时空物质同时出现，这种质能转换就开始了。

至于宇宙大爆炸之前的奇点从哪里来，现在科学界有一些猜想，下面简单介绍两个：

一个是量子力学认为，宇宙没有形成时处于假真空状态，宇宙一片虚空，在这种虚空中充满着海森堡不确定性量子涨落，也就是存在着真空零点能，奇点就是在这种量子涨落中随机出现而发生爆发的。这种爆发开始后，就有了我们现在认识到的时空和物质，普朗克尺度以后的事物就可以用人类理论来进行研究和解释了。

这是一个复杂的理论，一下子也很难说清楚。而且我还有一个疑问，假真空算时空吗？宇宙大爆炸前哪来的时空？

另一个理论认为，我们现在宇宙膨胀就是黑洞形成的镜像反转。当宇宙膨胀到一个临界点时，就会收缩，然后像黑洞形成一样，宇宙质量最终坍缩到自己的史瓦西半径以内，无可遏止的坍缩到那个奇点之上，时空和物质都化为乌有。

这个奇点里面包含着宇宙的质量和能量，这些能量在“里面”不断的变化和骚动，有一天维持奇点的平衡被打破，新的宇宙大爆炸就开始了。

现在人类并没有观测到黑洞奇点发生大爆炸的事件，如有这种事件，这个猜想就有了进一步的依据。

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不确定性古代谁提出？

不确定原理是提出者是（德国）的科学家

不确定性原理，又称“测不准原理”、“不确定关系”，是量子力学的一个基本原理，由德国物理学家海森堡（Werner Heisenberg）于1927年提出。本身为傅立叶变换导出的基本关系：若复函数f(x)与F(k)构成傅立叶变换对，且已由其幅度的平方归一化（即f*(x)f(x)相当于x的概率密度；F*(k)F(k)/2π相当于k的概率密度，*表示复共轭），则无论f(x)的形式如何，x与k标准差的乘积ΔxΔk不会小于某个常数（该常数的具体形式与f(x)的形式有关）。

太空表面温度？

太空温度为零下270.4摄氏度，为何空间站不保住暖气，反而增加散热？

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众所周知，地球是一颗不会发光也不会发热的星球，地球上之所以会有光明以及温度，是因为地球反射了太阳的光。而太阳是一颗无时无刻都在发生着核聚变反应的星球。正因为太阳将光芒送给了地球，才让地球变成了一颗温暖的星球，也让地球拥有了孕育生命万物的条件。

可实际上，当各国将宇航员送上太空时，宇航员所反馈到的太空的温度是极其寒冷的，并且也根据微波背景辐射的计算方式，我们可以得知宇宙的温度大约在零下270.4℃。那为什么同是被阳光沐浴着的，太阳系内的温度极其寒冷，而且太空也是黑茫茫的一片。丝毫不像地球上拥有的光照和热度呢？

特别是空间站，在地球上空工作时还需要不断的散热。完全没有出现空间站,应该好好保护暖气这一现象。其实原因也非常的简单，看完相信大家一定会觉得长知识的。

首先光芒和热度的传递有两种方式，一种是物理现象，另一种是化学现象。显然燃烧物的燃烧是化学反应，而太阳的核聚变反应是物理现象。这就像同样的100℃，如果是光照，那么人类虽然无法承受，但至少可以坚持一段时间。可是如果将手放入到100℃沸腾的水当中，一秒钟可能都承受不了了。

因为如此，当太阳的光照和热度传递到地球上的时候，人们只会感受到温暖，而不觉得太阳的热度已经快将人类给灼伤了。太阳通过氢和氦这两种粒子在高速环境中的碰撞才释放出了热量。这些运行速度非常快的粒子会朝着太阳系内的四面八方往外散去。其中有不少粒子就来到了地球，又因为地球上拥有着大气，海水。这些物质都可以锁住粒子的能量。才让地球变成一颗温暖的星球，但是太阳系内能够传递物质能量的物体极其有限。因此宇宙的温度才会如此寒冷。

至于空间站为什么要散热呢？原因也很简单，毕竟空间站质量体积有限，如果不赶紧散热，高温必然会伤害到宇航员的身体，只要宇航员在空间站中待的时间一长，空间站必然和地球一样，越来越热，越来越烫。

你认为最令人惊奇的是什么？

茫茫宇宙之中，最让人惊奇的是时间！

一、时间的奥秘并非自古就有的，而是随着科学的进步而产生的。

根据现代物理学(量子理论和相对论)，它们没有方向，也就是说，没有过去和未来的区别。

那么，人的感知为什么会跟时间或者物理定律不一致呢？已故科学家霍金将其归因于三个原因，或者说三个时间方向：宇宙时间方向，热力学时间方向和心理时间方向。

1.时间的产生

首先，宇宙是由大爆炸产生的，这导致了宇宙的膨胀。因此，宇宙学的时间方向与膨胀箭头的方向是一致的。

其次，根据热力学第二定律，熵(无序度)随时间增加。例如，有一盒黑白珠子(高度有序)，你不停地摇动，晃动的时间越长，小球的排列就越混乱(无序)。因此，无序随时间增加，即通过事物的过程，给出时间的方向，区分过去和未来。

第三，在人们的心理中，他们感知时间的流逝，所以在时间的方向上，他们可以记住过去，但只能猜测，不能记住未来。

2.时间的方向

时间的热力学箭头和心理学箭头必须指向同一方向，这是智慧生命(人类)存在所必需的。人类消耗食物(能量的有序状态)，然后将其转化为热量(能量的无序状态)。老人的生命历程决定了两者之间时间箭头的一致性。

那么为什么宇宙膨胀和热力学的时间方向是一致的呢？根据已故科学家霍金的近似，宇宙以一种非常平坦而有序的状态开始，正如我们现在所观察到的，这种状态显示出清晰而一致的时间箭头。如果宇宙一开始是团块状的，并且是完全无序的，那么这种无序就不会随着时间的推移而增加，所以就不会有清晰的概念。

热力学时间箭头；如果宇宙的无序度在减小，那么热力学和宇宙膨胀的时间箭头应该是相反的。但后者与我们的观察不一致。霍金认为三个时间方向的一致性是不可避免的。然而，霍金的理论仍然难以说服公众。一般来说，他只会建立非凡的联系。这个所谓的时间(方向)之谜一直困扰着物理学家和哲学家。最近，一些研究人员说，时间之谜涉及宇宙起源的情节，但大多数研究人员仍然同意它与熵的关系，即任何不受外界影响的系统，其无序程度随时间的增加而增加。

不幸的是，仅仅根据热力学第二定律来解释时间之箭并不能解决这个谜团。事实上，熵的增加决定了时间的方向，直到一切都处于平衡状态，也就是完全混沌状态。宇宙的混沌状态，就像我们实际观察到的那样，并没有达到它可能达到的水平(混沌);换句话说，宇宙的熵曾经很低，它有很大的增加空间。但是在这里，人们不得不问为什么过去的熵如此之低，特别是当大爆炸开启宇宙时钟的时候。

5年前，在圣地亚哥举行的美国先进科学协会(Advanced Scientific American Association)年会上，理论物理学家卡罗尔(Carol)说，“让我们回到大爆炸时代，把这个问题带到可观测宇宙的起点。”

大约137亿年前，大爆炸瞬间发生，宇宙一直在膨胀。根据这种扩展来解释时间在我们日常生活中的流动，这种方法开始于半个世纪前。当时，天文学家T. Goth是第一个将热力学时间之箭与宇宙大爆炸定义的宇宙时间之箭联系起来的人(引入了膨胀)。哥特认为膨胀空间增加了熵的方向，无论是开始时的低熵还是高熵。即使它在开始的时候是高的，膨胀会使它更高，所以宇宙时间正在前进(即将到来)。

卡罗尔说，这个解决方案只是承认时间方向的存在，而没有解释其原因。基本上，它把大爆炸定义为过去的一个点，时间从这个点流向一个方向。但是这种解释使得在宇宙学方程中发现的两个时间方向之间不可能保持等价，所以Carol建议要找到完美的答案，我们必须回到更早的时间，或许是在大爆炸之前！

卡罗尔在大会上说：“你总是听到宇宙学家说大爆炸是时间和空间的开始，在大爆炸之前什么都没有。我们不知道大爆炸之前发生了什么，但绝对有可能发生了什么。

事实上，今天许多宇宙学家都在认真研究大爆炸之前可能发生的事情的可能性。而自然界创造的宇宙只是众多时空特征中的一个气泡，却包裹着永恒的外衣。这个复杂的多宇宙世界包含无数的单一宇宙，每个宇宙都诞生在自己的大爆炸中。婴儿的“泡泡”与肚脐虫洞紧密相连，导致了原始的空洞。

卡罗尔说，这个空洞可能是一个高熵区域。然而，虚无不能表达一个确切的描述。因为根据量子物理的不确定性原理，不允许有一个完全空的空间。能量的起伏是不可避免的。在极少数情况下，波动的能量大到足以打破一个完整的“气泡”，进入婴儿宇宙的存在。婴儿宇宙可能会膨胀到那种状态，让人类物理学家“看到”人的内部，并检查他们的内部。

卡罗尔说：“由于能量的作用，能量的起伏往往会导致宇宙中的一小滴物质膨胀。”能量在转化为物质和辐射之前可能会存在一段时间，整个场景看起来就像我们的大爆炸。

这样，大爆炸前存在的高熵虚无时空总能将其熵增加到更高的水平，直至宇宙诞生。虽然婴儿宇宙可能是低熵的，但系统的总熵可能更高。离开母空间后，低熵婴儿宇宙将会膨胀。当它膨胀时，热力学第二定律使时间沿单一方向运行。最终，宇宙的熵将达到最大值。

最好的情况是出现两个方向。因为空可以在空间和时间中产生大量的“泡泡”，所以每个泡泡都有一个单向的时间箭头。这个“泡沫”是向前的，而另一个“泡沫”将会反转，最终保持时间的对称性。

任何“泡沫”的拥有者总是相信，过去的大爆炸创造了他们的泡沫。在一个无所不知的超级观察者眼中，时间显然是朝两个方向运动的，就像物理学定律一直指出的那样。

卡罗尔说：“关键是，整个宇宙，相对而言是完全对称的。”他警告说，这种观点是推测性的，在宇宙学家的计算中还没有看到严格的证据。这只是众多观点之一，这些观点调和了永恒的物理法则和时间的方向箭头。麻省理工学院的物理学家l . McCohen指出热力学第二定律实际上允许时间的双向性，但任何发生在扭转(时间)不会留下任何痕迹或记录，甚至内存(如果你炒蛋，和时间向后运行，不仅将鸡蛋炒之前，而且你的大脑的神经细胞将恢复到过去。状态，清除你刚刚炒蛋的经验。所以如果时间朝相反的方向流动，你根本感觉不到。

即使McCohen证实了这一观点，它也无法解释为什么科学家们一开始就接受熵如此之低。

还有一个更复杂的问题：解决时间之谜涉及热力学第二定律，因此必须考虑它的有效性和正确性。

近年来，越来越多的学者对热力学第二定律的有效性提出了质疑。例如，S沃尔特斯在他的《新科学》一书中说，引用计算机模型可以证明热力学第二定律是完全错误的；其他研究人员也通过检验不同的状态，特别是量子效应起作用的状态，发现热力学第二定律中的一些漏洞。意大利物理学家G. Abraham最近指出，“热力学第二定律在过去的15年中受到了前所未有的挑战，相关文献发表了50多篇论文”。

到目前为止还没有令人信服的解释来解释时间(方向)之谜，这并不奇怪。经过几十年的努力，物理学界试图解释几个主要问题，但都失败了。

3.时间前进的能量

现在，我们只知道构成宇宙的主要物质是物质，性质未知的暗物质，以及同样神秘的暗能量。

我们还不明白的是，为什么这三种物质的密度比是5:25:70，以及大尺度(主要是引力)的定律最终能否与微观世界的量子定律相匹配。到目前为止，将引力与量子物理相结合的努力还没有取得完全的成功。

这些问题正在平息下来。一些科学家认为，这意味着21世纪将发生另一场爱因斯坦式的革命，而且是关于时间的性质的革命。有些人认为，这样的革命是必要的，以解决神秘的时间方向。其中包括诺贝尔物理学奖得主，伊利诺斯大学的物理学家安东尼·莱格特。“如果我们实现了一场真正的革命，可以与相对论或量子理论相媲美，它将从根本上改变我们对未来几十年物理学时间方向的思考。

二、时间的本性是什么？

1.时间是什么？

这个看似简单的问题，却是物理学中最大的谜团之一。从相对论到量子力学，物理学家能找出时间的本质吗？

公元4世纪的希波哲学家奥古斯丁曾经写道，他感觉他知道时间是什么，只要没有人问他这个问题。直到20世纪，关于时间的图景也鲜有改变，物理学家Carlo Rovelli曾说，时间“也许是最超乎寻常的未解之谜。在我们目前所知的最基本的层面上，没有什么能给我们类似于时间的体验。”

时间以一种均匀、普遍的方式流逝，不可阻挡地将我们从不能再访的过去运往无法预知的未来，这也是我们存在于这世上的最基本体验。然而我们最好的理论却认为它不是真实的。时间不会流动，过去、现在和未来无法被合理地定义，甚至不存在统一的时间来支配事件发生的次序。

法国艾克斯-马赛大学的Carlo Rovelli是众多寻求答案的物理学家之一。最新一代的实验给了我们比以往更深入地探究时间本质的希望。基于所有的这些，一种新的认知正在形成，我们也许能够更接近谜团的核心。或许我们不用过于担心我们对时间的无知。也许，在某种层面上，时间就是不可知的。一个世纪前，阿尔伯特·爱因斯坦革命性地改变了我们对时间的认知。他的相对论赋予时间物理本质：作为时空的一部分，是真实事件发生在其上的可延展结构。

爱因斯坦的理论在数学上自洽，而且经过了实验的严格证实，但要将空间和时间捆在一起并将他们等同，这显然与我们的经验并不一致。确实，空间和时间都能够区分物体和事件。但是我们可以在空间中自由地穿行，至少在理论上是这样。而时间则强加了移动的方向，当它将我们从过去运往未来时，我们被困在无限的当下中。

如果时间的流动不在我们最基本的描述中，那它来自于哪里？现代对它的理解都是从热力学第二定律着手的。热力学第二定律描述了这样一个事实：宇宙中的熵，即宇宙总的无序度总是在增加。这个论证表面上十分有说服力：你不能够将锅里的炒鸡蛋复原成完整的鸡蛋，也没法将洒在地毯上的红酒重新装进酒杯里，因为这么做熵是减少的。许多物理学家将熵增解读为时间的箭头：一条宇宙的单行道。如果相对论为现实的表演提供了舞台，那么热力学就解释了为什么表演总是遵从同样的情节。

2.神秘的开端

本质上，剧情遵循统计学上的平均定律。高度有序的状态最不可能：想一想原子在盒子的一角整齐地摞在一起，这是多么不切实际的一件事。熵倾向于增加，因为我们是趋向于更有可能状态：例如原子在盒子中原子随机排列。当我们沿着一条道路向宇宙的起源回溯，我们实际上是走向越来越不可能的低熵状态。剩下的疑问是，为什么宇宙是从这样一个不太可能的状态开始演化的。

不要太着急。

首先，没有证据证明，宇宙中总的熵是在增加的。也许熵增只是一个局域的特征，就像全球变暖中的寒流。其次，热力学第二定律只适用于封闭的系统，也就是说系统的总能量不变，同样的，宇宙是否是一个封闭系统还有待商榷。“宇宙是否在一个盒子中？” 来自牛津大学的物理学家Julian Barbour 问道，“这看上去并不合理。所有的证据都表明宇宙正在没有限制地膨胀。”如果事实如此，熵给出的限制也许不适用于宇宙。

3.涌现的时间箭头

因此，Rovelli和其同伴希望能超越热力学定律，找到令人信服的机制来理解时间。他们的出发点是热力学起源于人为的假设，它使用大量原子统计平均的性质来避免处理单个原子的性质。这一平均过程暗示了原子固有的不确定性，这些不确定性最终构成了所有原子遵循的原理：量子理论。如果我们要寻找时间的答案，我们应该在量子力学中寻找。

量子力学和相对论是出了名的在很多事情上都不一致，所以在它们对时间的描述上找不到共同点也不足为奇了。在量子力学中的公式中，时间不像相对论中所描述的那种“宇宙可延展结构中的一个动态分量”。量子力学中的时间更符合我们的直觉，它是一个在宇宙之外存在的均匀流逝的时钟。

也许，粒子创造了时间而不是被时间支配。1972年，法国数学家 Alain Connes在代数中发现了量子版本的时间，他使用的是冯诺伊曼在上世纪三十年代为了探索量子理论而发展出的数学。Connes说：“我不知道它在物理中处于什么地位，也不知道它是如何与经典概念中的时间联系起来的。”

1994年，Connes在剑桥大学见到了Rovelli。那时，Rovelli刚刚写了两篇文章，论述时间在寻求统一相对论与量子力学的理论中的地位。Rovelli的想法和Connes的量子时间相吻合，他们随后展开了合作。他们的核心论点是，时间箭头在微观量子物体（如原子、光子）与测量它们性质的宏观经典物体的相互作用中涌现。测量对于量子世界十分重要。在测量之前，我们只有关于量子物体动量和位置的概率。直到测量后，不确定性才会坍缩成经典的确定。

然而事实并不仅如此。海森堡不确定性原理说明我们对于量子世界的认识在测量后依然是受限的。我们对某个量的了解越精确，比如位置，我们就越难以确定另一个量，比如动量。既然我们的测量结果遵循某种概率分布的，在不同的情况下，我们测量的次序决定了它们的结果。Connes说：“物理中的可变性的本质不是时间的流逝，而是量子实验结果的‘不可重复性’。”

这意味着时间不是基本的。在量子世界没有时间的顺序；时间的顺序只出现在在将量子现象转化为可观测的经典现象的不可逆测量中。将此应用到热学系统，涌现的现象和热力学第二定律相符。Rovelli说：“这样的流动和时间有着相同的性质。”

这不是唯一一种认为时间源自量子不可知性的假说，另一种假说将时间起源和量子纠缠联系在一起。纠缠允许之前有相互作用的量子粒子瞬时传递相互的影响，这与我们直觉中时间和空间概念相悖。但是，我们同样需要更深入的思考：和显而易见的规律相悖也许是因为纠缠创造了时间。这个想法由Don Page和William Wootters在1983年首次提出，他们认为时间起源于量子物质相对于空间背景的分布。空间背景扮演了时钟的角色，由于量子叠加原理，空间背景可以同时存在多种分布形式，这个叠加态中的每一个元素都产生了一种不同的时间。

2016年，在牛津大学的Chiara Marletto和Vlatko Vedral回顾并扩展了这个理论，他们认为，纠缠程度各异的不同物质分布相当于不同熵状态的集合，从中也就产生了时间的流逝，但宇宙作为一个整体所有状态都是共存的，没有时间的流逝。Vedral承认这是一个“非常奇怪的”想法，但这也是我们需要去检验的观点。

这就是来自多伦多大学的理论物理学家Aephraim Steinberg的目标。他已经花了数十年来思考量子事件（比如隧穿）的持续时间。在隧穿效应中，电子这样的量子粒子可以穿过经典粒子无法逾越的势垒。在一些情形下，电子会挣脱原子穿过势垒，瞬间出现在势垒的另一侧。这不仅仅是理论上的想法，而是确实会发生的效应，这是现代电子学的核心。

根据从量子场论得出的，被科学界普遍接受的隧穿效应概念，这个过程根本不需要时间，也就是说电子比光速还快。“大多数人对这个问题都持十分谨慎的态度，认为我们不应该考虑比光速还快的事情的发生，” Steinberg说到。

3.隧穿时间

Steinberg指出，这个理论表明隧穿的原子造成了势垒两边区域之间的纠缠。因此，对两个区域独立的测量应该能够解释时间、空间和物质是如何联系在一起的、是否真的能有事情“瞬时”发生，甚至可能揭示量子纠缠与时间更为深层次的关系。“我认为在它们之间有直接的关联。” Steinberg说。

他的团队正通过周密的实验来探讨这个问题。最基本的想法是让超冷原子，也就是比绝对零度高十亿分之一度的原子，隧穿过由激光形成的高度聚集的电磁场势垒。“我们已经看见了原子的隧穿，” Steinberg说，“我们需要测量原子在势垒内待了多久。”

困难在于，没有标准时钟能够做到这一点。每一个原子都必须要有自己的时钟。现在，这个团队正试图用原子的内禀自旋属性来衡量它们在磁场形成的势垒中到底停留了多久。势垒的两边都要对自旋进行测量，答案将会揭晓原子穿过势垒所用的时间。Steinberg 说：“这些都是已知的技术，我们所要做的只是如何将它们拼接在一起以保证正常运行。”

然而即使这样的实验，以及Rovelli 和 Connes的提议真的表明我们所体验的时间流逝源于量子，关键问题仍然存在：量子效应如何和相对论中动态、形状可变但却不流动的时间相联系？我们对量子系统理解的加深将为我们带来新见解。例如，我们可以让原子钟处在两个不同状态的叠加态上，例如在不同强度的引力场中，根据爱因斯坦的广义相对论，两个状态下时钟走的速率会不同。Vedral 说：“这项实验很具有挑战性，但是我们很快可以提出这样的问题：同时经历着不同步的时间意味着什么？”

4.现实的结构

例如，我们可能发现处于叠加态的原子钟对时间产生干涉效应，就像一个光子穿过双缝屏会产生空间的干涉条纹，表明光子是从两个缝同时穿过一样。或者，和牛津大学的Roger Penrose很久以前所想的一样，引力会使量子叠加态坍缩。Vedral 说：“真实的可逆事件可能在那个层面上发生。那么时间之箭的方向就是任意的。”这可以提示我们“量子引力”理论是什么样的，时间的流逝是从何而来的。

“也许都不是。”剑桥大学的哲学家Huw Price说。如果物理学告诉我们，时间的直觉特征，例如它在流逝，“现在”区别于过去和未来处于特殊地位，都不是现实结构的基本特征，那么也许对时间的最完整理解只能是物理学和心理学的结合。

Rovelli同意这样的观点，也许到最后，都没有任何一个普适性的解释能回答“时间是什么”。“当我们在思考时间的时候，我们倾向于将它想成单一概念，这显然是错误的。”他说。我们的经历有心理时间；时钟测量的流逝时间；爱因斯坦探索的相对时间；与熵增等价的时间；也许，现在时间源自量子不可知性。“这是一个很美的问题，因为它将很多事情都纳入了，” Rovelli说，“我并不认为我们找到了答案，但是在这个方面确实有进展。”

三、时间存在吗？

什么是时间呢，这个问题大家仔细的想一下，它是一个虚拟的物质，所以时间看不见摸不着，但我们都清楚的知道它就在我们身边，无时无刻不在流逝着。

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爱因斯坦的这种理论确实比较超前，我们会有时间的观念，肯定与记忆有关，在当前时刻，我们可以记住过去已经发生的事情，我们不知道未来会发生的事情，所以记忆会让我们产生时间流逝的概念，从最遥远的过去到未知的将来，基于此有人认为时间并不存在，它是由人类记忆引起的错觉，过去现在以及未来都是同时存在的。

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人类的记忆还是很神奇的，假如我们没有记忆，上一秒发生什么在大脑里永不留存，那么我们看到的万事万物永远都只有当下的一个状态，宇宙中时间真的存在吗？人类会被记忆误导吗？爱因斯坦这样说，我们的意识里，什么都没有改变，那么当然也就没有了时间的概念。

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在宇宙中时间是一个虚无的东西，时间只是人类计量事物在空间中运动的尺度或主观性感觉或错觉，譬如，人类的衰老，自然的四季更替，都是物体相对运动的产物和结果，而不是时间运动的产物，但是为了计量事物之间相对运动的快慢，和便于描述这样的快慢状态，就引入了时间概念。

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可以说时间这个概念是人类发明的用来标记事物发展变化的常量，最早人们通过黑夜白昼的转变，春夏秋冬的更替来记录时间的变化，到如今，时间有了标准定义，人们可以用它记录历史、规划未来，可以说与人类生活密不可分，如果没有时间的概念，社会将是一片混乱，如果宇宙一直发展下去，时间将永远存在。

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时间并非物质，其实本不存在，但时间的概念却不能没有，所以时间虽然是人类定义的，但却是附着于真实存在之中的，而且宇宙中变化是实际可以观测到的，只要物质存在，时间就有意义，朋友们，你们认为时间真的存在吗？