我相信大部分人都曾經(jīng)聽過類似這樣一個故事：一位飛行員在繞地球飛行數(shù)十年之后，回到地球，結果卻發(fā)現(xiàn)兄弟姐妹似乎比他老了幾歲，從外表可以很明顯地看出歲月的痕跡。姑且不論這個故事的真假，但更重要的是它背后隱含的真理。事實上，這是有可能的！

根據(jù)廣義相對論，一個人地速度越快，他周遭地時間流逝就越慢，當接近光速時，時間基本停止，當然，對外界來說，時間仍是正常地。近日科學家通過新研究發(fā)現(xiàn)任何量子引力理論都將不得不與一些奇怪的時間問題作斗爭。

你可能聽說過薛定諤的貓，著名的薛定諤貓思維實驗要求觀眾想象一個盒子里裝著一只貓和一個放射性粒子，一旦衰變，就會殺死這只不幸的貓。根據(jù)量子疊加原理，貓的存活或死亡的概率是相等的，直到盒子被打開，貓同時是活的和死的。在量子力學中，疊加意味著一個粒子可以同時以多種狀態(tài)存在，就像薛定諤的貓一樣。而這項研究就與此有關，現(xiàn)在把你的思想集中在薛定諤的時間上，科學家發(fā)現(xiàn)一個事件可以同時成為另一個事件的因果關系。

這種情況在任何量子引力理論中都是不可避免的。量子引力理論是物理學中一個仍不為人知的領域，它可以將阿爾伯特·愛因斯坦的廣義相對論與量子力學的工作原理結合起來。在一篇新論文中，科學家們設想了一顆巨大的行星附近的星際飛船，它的質量減緩了時間，從而創(chuàng)造出了這兩者的混合體。他們的結論是，星際飛船可能會發(fā)現(xiàn)自己處于一種因果顛倒的狀態(tài):一個事件可能會導致之前發(fā)生的另一個事件。

“我們可以設想這樣一種情景，即時間順序或因果關系處于顛倒或不顛倒的疊加狀態(tài)，”該研究的合著者、新澤西州史蒂文斯理工學院量子科學與工程中心的物理學家伊戈爾·皮科夫斯基(Igor Pikovski)說?！耙坏┪覀冇辛艘粋€完整的量子引力理論，我們就會期待這一切的發(fā)生。”

而這項新的思維實驗將量子疊加原理與愛因斯坦的廣義相對論相結合。廣義相對論認為，一個巨大物體的質量可以減慢時間。而皮科夫斯基證實，這是公認的真理，比如繞地球軌道運行的宇航員體驗時間的速度要比他或她回到地球上的孿生兄弟快一點點。

因此，如果一艘未來的宇宙飛船靠近一顆巨大的行星，它的宇航員所經(jīng)歷的時間就會比駐扎在更遠的宇宙飛船上的人慢一點?，F(xiàn)在，加入一點量子力學，你可以想象這樣一種情況，那顆行星同時被疊加在兩個航天器的附近和遠處。

在這種兩艘船在不同時間線上經(jīng)歷時間的疊加場景中，因果關系可能會變得不穩(wěn)定。例如，假設這兩艘船被要求執(zhí)行一項訓練任務，在該任務中，它們互相射擊并躲避對方的射擊，并且雙方完全知道導彈將在什么時候發(fā)射并攔截它們的位置。如果附近沒有大質量的行星干擾時間的流動，這是一個簡單的練習。但是如果那顆巨大的行星存在，而船長沒有考慮到時間的緩慢，船員們可能會來不及躲避，最終被摧毀。

由于這顆行星在近處和遠處同時處于疊加狀態(tài)，我們不可能知道這兩艘飛船是會躲避得太遲而彼此毀滅，還是會靠邊站而幸存下來。此外，皮科夫斯基說，因果關系是可以逆轉的。想象兩個事件，A和B，是因果相關的。

皮科夫斯基認為，“A和B可以相互影響，一種情況下A在B之前，而另一種情況下B在A之前”處于疊加狀態(tài)。這意味著A和B同時是彼此的因果關系。幸運的是，對于這些想象中的宇宙飛船上可能感到困惑的宇航員來說，他們將有一種數(shù)學方法來分析彼此的傳輸信號，以確認它們處于疊加狀態(tài)。顯然，在現(xiàn)實生活中，行星不會在星系中隨意移動。但是即使沒有完整的量子引力理論，這個思想實驗也可能對量子計算有實際意義。通過在計算中使用疊加，量子計算系統(tǒng)可以同時評估一個過程的因果關系。簡單來說，量子計算機或許能夠利用這一點進行更有效的計算。