量子世界的雙重時間箭頭：時間真的只能往前流動嗎？

我們習慣認為時間只能從過去流向未來，但英國薩里大學（University of Surrey）的最新研究顯示，在量子層面上，時間可能同時向前與向後流動，挑戰了傳統時間箭頭的概念。

時間箭頭的問題一直困擾著科學家。在日常生活中，牛奶灑在桌上不會自行回到杯中，顯示時間具有不可逆性。然而，在基本物理定律中，方程式並未偏好時間的某一方向，類似於鐘擺運動，無論順播或倒放皆顯得合理。

研究團隊探討了「開放量子系統」——即量子系統與其環境的交互作用，並提出兩項關鍵假設：首先，簡化環境對量子系統的影響，使重點集中在系統本身；其次，假設環境極其廣大，使能量與資訊一旦散失便無法回歸。即便在這些假設下，研究發現時間仍可雙向運行。

記憶核呈對稱性，使得時間箭頭不再絕對固定

研究主要負責人 Andrea Rocco 博士表示：「我們的發現表明，雖然我們日常經驗認為時間只有一個方向，但在量子層面上，時間向後流動其實也是可能的。」

該研究發現，量子系統的「記憶核」（memory kernel）在時間上呈對稱性，這使得時間箭頭不再絕對固定。此外，研究團隊還發現一個通常被忽略的數學機制——時間的不連續因子，這種非連續特性在物理方程式中極為罕見。

該研究發表於《Scientific Reports》期刊。

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首圖來源：Scientific Reports (CC BY 4.0)

參考論文：
Emergence of opposing arrows of time in open quantum systemsScientific Reports

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