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时间的马尔可夫性:开放量子系统中的范畴误判

分布式、并行与集群计算 2026-03-17 v1

摘要

马尔可夫近似在物理学中无处不在,构成量子 master 方程、随机过程,以及通过 Shannon 的信道模型和 Lamport 的逻辑时钟,支配分布式计算的基本假设。广泛假设马尔可夫性本质上意味着时间非对称性:即马尔可夫性质是一种仅向前的时间(FITO)构造。我们指出,这一假设是 Ryle(1949)意义上的范畴误判。Guff、Shastry 和 Rocco(2025)最近展示,针对经典的开放量子系统——Caldeira-Leggett 模型——应用马尔可夫近似,维持了时间可逆性。由此得到的时间对称的量子布朗运动、Lindblad master 方程和 Pauli master 方程描述的热化可在两个相反的时间方向上发生。非对称性并非源于动力学,而是源于边界条件。我们追溯马尔可夫性所假设的方向性如何从物理学传播到 Shannon 的信息论,再传播到 Lamport 的发生前关系以及分布式计算的不可行性定理(FLP、CAP、Two Generals)。每一步都将 FITO 编码为约定,然后将其当作物理法则——这是一种在不同领域中重复的范畴误判。Surrey 的结果表明,这种混合并非仅在哲学上存疑,而是在数学上是不必要的:最常用于推导不可逆性的最基本近似本身就是时间对称的。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.13738,
  title  = {The Markovianity of Time: The Category Mistake in Open Quantum Systems},
  author = {Paul Borrill},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.13738},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages