科学家观测到“负时间” 但时间旅行还是不可能 | 联合早报

科学家早就知道，光有时似乎会在进入物质之前，就已经离开了物质。科学家认为这种现象是物质对波的扭曲所造成的错觉。

据法新社报道，多伦多大学的一组研究人员通过创新的量子实验证明，上述未进入物质前就已离开的现象，或所谓的“负时间”，并不仅仅是一个理论概念，而是存在于有形的物理意义上，值得仔细研究。

这些尚未在同侪评审期刊上发表的研究成果，已引起全球关注和质疑。

研究人员强调，这个令人费解的结果，凸显了量子力学的特殊怪圈，而不是要根本性改变我们对时间的认识与理解。

多伦多大学专门从事量子物理实验的教授斯坦伯格（Aephraim Steinberg）说：“这是很艰难的事物，即使我们要与其他物理学家讨论也很困难。我们总是被误解。”

延伸阅读

[谷歌宣布量子计算晶片取得突破

](https://www.bdggg.com/2024/zaobao/news_2024_12_11_725806) “负时间”一词听起来像是从科幻小说中搬出来的概念，但斯坦伯格为他使用这个词辩护。他希望“负时间”一词能引发人们对量子物理学奥秘的更深入讨论。

激光实验发现“负时间”

多伦多大学研究小组多年前开始探索光与物质之间的相互作用。当光子穿过原子时，有些光子会被原子吸收，然后原子再把光子发射出去。这种相互作用会改变原子的状态，使它暂时处于高能或“激发”状态，然后再恢复正常。

安古洛（Daniela Angulo）领导的研究小组测量这些原子在激发状态的时间长度。斯坦伯格解释说：“结果发现这个时间是负值的，也就是说持续时间小于零。”

要形象地理解这一概念，可以想象汽车进入隧道的情景：假如1000辆汽车的进入隧道的平均时间是中午12时，第一辆汽车驶出隧道的时间早了一些，例如是上午11时59分。

安古洛和研究小组所展示的，就好比在前几辆车驶出隧道后测量隧道内的一氧化碳含量，结果发现读数前面有一个负号。

斯坦伯格和安古洛强调，“负时间”并不意味着时间旅行是可能的。斯坦伯格说：“我们不想说任何东西在时间上倒退了。这是一种误解。”

对于这种现象的解释，必须求助于量子力学。根据量子力学，光子等粒子的行为是模糊的、概率性的，而不是严格遵循物理规律的。

光子与原子相互作用的结果，并不遵循固定的时间线，而是可能出现各种时间可能性，其中一些违背我们的所知道的常理。

研究结果并不违背爱因斯坦狭义相对论

研究人员说，至关重要的是，这并不违反爱因斯坦的狭义相对论。狭义相对论规定，没有任何事物比光速快。这些光子不携带任何信息，所以不受宇宙速度的限制。

“负时间”一词引起人们的兴趣和质疑，尤其是科学界的知名人士。

德国理论物理学家霍森费尔德（Sabine Hossenfelder）在一个YouTube视频中批评这项研究工作。他说：“这个实验中的‘负时间’与时间流逝无关，只是一种描述光子如何通过介质以及它们的相位如何移动的说法。”

安古洛和斯坦伯格反驳说，他们的研究填补了人们在理解光为什么不总是以恒定速度传播的重要空白。

斯坦伯格承认，他们论文的标题“负时间”一词存在争议，但强调目前没科学家对实验结果提出质疑。

他补充说，虽然实际应用仍然遥不可及，但这些发现为探索量子现象开辟了新的途径。

“老实说，我目前还没找到我们所研究的东西走向应用的途径。我们会继续思考，但我不想让人们抱太大希望。”