霍金去世一週年,科學家稱“逆轉時間”成功!時間旅行能成真?

今天(3月14日),正好是霍金逝世一週年的日子。

霍金生前曾做過一個著名的實驗,他舉行了一場派對,邀請未來的人類通過時間旅行來他家參加派對。不過,霍金在派對結束後才寄出請柬。可是聚會當天並沒有任何人來敲門參加聚會。霍金將這場派對視為一項實驗,證明時間旅行不可能實現。


霍金去世一週年,科學家稱“逆轉時間”成功!時間旅行能成真?

▲霍金舉辦的時間旅行者宴會,沒有人赴約

但是就在今天,據英國《獨立報》報道,來自莫斯科物理技術學院(Moscow Institute of Physics and Technology)的科學家們聲稱,他們成功建造出了“時間機器”——通過量子計算機,成功地將量子比特(一節微小的數據)往“時間之箭”(Time’s arrow)的反方向,移動了比一秒還短的時間。


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▲《獨立報》報道俄羅斯科學家聲稱逆轉了時間

很多人和一樣此刻是一臉懵:霍金剛離開人世一年,我們突然就能做到時間旅行了嗎?這是否意味著時間旅行已經實現了呢?

設想你現在正在打檯球:開球前所有的球都按順序擺成了一個三角形,而“量子比特”(Qubit)就是其中的一個球。它可以是任一顏色(Order),也可以在各種顏色中不停跳躍,形成“無序”(Chaos)狀態。科學家們做的這個實驗,就相當於一杆打過去,讓球四下散開,變得不可控制,然後再讓它們“逆轉時間”,重新聚攏,排列成了最開始的三角形。這意味著量子比特回到了原始狀態。(文科生出身的華聞君已經儘量去理解了,也歡迎懂行的讀者來講解一下)


霍金去世一週年,科學家稱“逆轉時間”成功!時間旅行能成真?

▲英媒報道“時間逆轉”時以打檯球進行講解

可這隻做到了“逆轉”一秒鐘的很小一部分,並無法實現打完一局檯球,再把所有球都變回原狀。那麼這樣也算真的“時間旅行”嗎?

在霍金去世7個月之後,在遺作《大問題的簡答》(Brief Answers to Big Questions)中,他寫道:“根據我們目前的理解,不能排除快速太空旅行和時光倒流的可能性。”這表明他對時間旅行的態度似乎是謹慎樂觀的。


霍金去世一週年,科學家稱“逆轉時間”成功!時間旅行能成真?

英國約克大學(University of York)數學系的教授Henning Bostelmann評論說:“可能對於科幻迷來說有些失望,但是我認為應該指出,這個成果並不意味著人類可以回到過去,或者是逆轉因果鏈。我們需要一個更大的量子計算機去做這個實驗。”

不過,實際參與實驗的研究者們有不同意見。在他們看來,這一研究成果表明他們可以正式挑戰熱力學第二定律。

稍微暫停一下:這又是一個什麼定律呢?它是熱力學三條基本定律之一,表述熱力學過程中的不可逆性。實際上可以解釋從過去到未來,宇宙發生的大大小小的事情:為什麼我們的手機、電腦需要充電?為什麼太陽的能量有一天會耗盡?等等。

這條定律給事物的可能性做出了限制:萬物總有一天會消亡,能量不可能在一個封閉的循環中從有到無,再從無到有。愛迪生當年想要建造的“永動機”也因此永遠不可能實現。

霍金去世一週年,科學家稱“逆轉時間”成功!時間旅行能成真?


而在這場檯球比賽中,球成功地回到了原來的穩定狀態。如果不滿意球散開的路線,此刻我們有了重新開局的機會。改變的不僅僅是簡單的檯球規則,而是顛覆了人類對於整個宇宙的理解。

霍金去世一週年,科學家稱“逆轉時間”成功!時間旅行能成真?

但這畢竟不是斯諾克,科學家們的檯球技術並沒有想象中那麼好。他們用兩個量子比特做實驗時,成功率達到了85%,但用到三個之後錯誤就不斷增多,成功率僅為50%。

就像球打不好的話就怪球杆,Lesovik博士表示:“如果我們的算法可以不斷更新,並用在量子計算機的測試上,我們就可以減少誤差。”

而這個“球杆”——量子計算機(Quantum Computer),到底是什麼呢?簡單點來說,傳統計算機是放在盒子裡的一隻貓,等打開盒子前,我們無法得知貓是死還是活。如果說“死”是0,“活”是1,我們所用的計算機就是基於這樣的二進制算法。


霍金去世一週年,科學家稱“逆轉時間”成功!時間旅行能成真?

而對於量子計算機來說,它的基本信息單位為量子比特。除了死和活,它還存在第三種形態,即打開箱子前兩者是共存的。因此,它可以進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息

現階段電子科技巨頭谷歌、IBM、因特爾都在重點研究量子計算機。2017年5月中國科學院宣佈製造出世界首臺光量子計算機,超越之前谷歌、美國國家航空航天局(NASA)和加州大學聖塔芭芭拉分校的聯合研究,成功實現了當前世界上最大數目的超導量子比特多體純糾纏——不懂不要緊,就一點:咱們國家在這方面也非常厲害!


科學研究裡每一小步都有可能會產生巨大的影響,誰也無法預測,這個實驗會不會就此改變了我們對於時間、宇宙的認知。

研究者們也都表示,他們期待未來更先進的技術出現,讓他們的實驗可以更加完善。


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