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扭轉時間回到過去,不但是創作的熱門題材,亦是不少人所夢想的事。不過好可惜,「拿到逆轉時間的鑰匙」在現實中仍是無法做到的幻想!不過上月中,有關「科學家成功模擬時間逆轉」的新聞鋪天蓋地襲來,大眾吃驚的想,科學終於顛覆了物理定律,時間有機會像卡帶一樣回轉了嗎?

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2019 年 3 月 14 日,由俄羅斯美國新西蘭組成的莫斯科物理技術學院(Moscow Institute of Physics and Technology, MIPT)科學家團隊,宣布成功用「量子電腦」(Quantum Computer),成功模擬出「與熱力學時間之箭方向相反的時間逆轉狀態」,雖然只是極微小,但似乎首度為動搖熱力學第二定律打開大門。

他們在《科學報告》(Scientific Reports) 發表的新論文標題下得很大膽:「時間之箭與在 IBM 量子電腦上的逆轉」(Arrow of Time and its Reversal on the IBM Quantum Computer)。

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根據 Rudolf Clausius 的熱力學第二定律 (Second Law of Thermodynamics) 表明,熱量傳播過程是不可逆轉,無​​序的「熵」(Entropy) 會隨時間的推移不斷增大。簡單來說,就是宇宙是線性,朝一個不可逆轉的方向前進,這正是「時間之箭」(Arrow of Time) 的概念。

打個比喻,這有如打桌球時,台上的球被打散後不會回到原本狀態;生物也不會逆生長,「大媽夢想返老還童」亦當然不可能發生。

這個量子實驗,是否意味著能像電影《Back to the Future》中的情節,「時間逆轉」已不再是遙不可及的想像?那我們來看看他們做了什麼樣的實驗?

IBM Quantum Computer

領導研究的小組組長 Gordey Lesovik 表示,全靠量子電腦技術,他們成功模擬「扭轉時間」。這台「時光機」由「量子電腦控制,能將被打亂順序的電子,回到被打亂前的位置與狀態。

有別於一般電腦採用的二進制,只會顯示 0 或 1,量子電腦的「量子位元」(Qubit) 除了可以顯示「0」、「1」,甚至這兩個狀態的任意疊加 (Superposition),即是可以允許同時出現多個「0」、「1」狀態。

研究團隊利用量子電腦將電子打散,使「順序」消失,然後再以程式讓電子「倒頭走」,由混沌變回有序。這就像我們看影片時的「倒帶」一樣,以人工方式作出與「時間之箭」相反的狀態。

研究報告指出,使用兩個「量子位元」扭轉時間的成功率高達 85%,好比撞球桌上四散的球會重新排回最初井然有序的三角形狀,似乎挑戰了熱力學第二定律。但當使用到三個時,成功率已跌至 50%,這意味要讓人回到過去仍有大段距離。

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按現在人類所認知,宇宙是逐漸趨向混亂無序的狀態,遵循著熱力學第二定律,表明熱力學過程的「不可逆性」(Irreversibility),任何獨立系統都只能隨時間單向推移從有序走向無序的狀態;或者說,任何系統都只會從秩序變得更混亂,所以我們的宇宙只會一直衰變,簇新的東西也只會一直變舊.....

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好,那麼這項研究真讓我們更接近時間旅行了嗎?《CNN》報導,英格蘭沃里克大學 (The University of Warwick) 理論物理系副教授 Animesh Datta 看完這份研究論文後,簡潔給出一個答案:「不!」他還舉了一個例子,『這就好比倒帶看影片,你感受到時間好像在倒退了,但這只是你的感覺,世界實際上沒有任何改變。』

德州大學奧斯汀分校 (University of Texas at Austin) 量子訊息中心主任 Scott Aaronson 說,『如果只是在電腦模擬時間可逆轉過程,那麼你只要簡單改變一下模擬方向,就可以扭轉時間方向。然後呢?我不明白這有什麼更深層意義。』

領導研究的小組組長 Lesovik 回應指,有關研究只是起步,暫時當然仍未擁有「真正」扭轉時間的能力,但相信研究有助科學家最終解決「時間之箭」的基本問題,而現在,他們的研究還有其他實際應用,包括協助改良量子電腦及醫學磁共振技術。

《MIT 科技評論》也對此表示,那只是一個模擬研究;直到目前為止,時間,無論我們喜歡與否,都只會一直前進。

噢!原來如此,不過今次雖然只是「詐糊」,但「夢想」不是一直是科學突破的原動力嗎?說不定終有一天會成功,Marvel 電影中的「量子領域」可能再也不是幻想呢!

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