时间的热力学

时间问题是我们物理世界描述中的一个深刻悖论。根据亚里士多德的关系论，时间是变化的度量，其本身并不存在。相比之下，量子力学与牛顿力学一样，配备了一个主宰时钟来支配系统的演化。该时钟无限精确，且被默认为从物理学外部免费提供的。这种绝对时间不仅使得构建一致的量子引力理论 notoriously 困难，也是确立第二定律的根本问题所在。事实上，与我们的经验相反，Wheeler-deWitt 方程——广义相对论的正则量子化——预测了一个静态宇宙。同样，当仅关注封闭量子系统的动力学时，由于 Von Neumann 熵在幺正变换下是不变的，因此不存在第二定律。在此，我们主要关注后一个问题，并表明通过赋予时间测量以最小量的资源可以解决该问题。尽管量子力学中存在绝对时间，但观察者只能通过测量时钟来建立时间。对于局部测量，最小熵产生等于滴答数。黑洞达到了这一下限。