เวลานั้นไม่ได้ "ไหล" — ทำไมอนาคตถึงมาเท่านั้น? สถานการณ์ใหม่ของลูกศรแห่งเวลาที่เกิดจาก "ข้อมูล"

1) "เวลาที่ผ่านไป" เป็นเรื่องธรรมดา ที่ควรจะเป็น

เข็มวินาทีเดินไป เช้ามาแล้วค่ำลง เราใช้ชีวิตเหมือนนั่งอยู่บนรถไฟที่เคลื่อนที่ในทิศทางเดียว "อดีต→ปัจจุบัน→อนาคต" เกิด แก่ เจ็บ ตาย—ลำดับไม่ย้อนกลับ ดังนั้นเวลาเหมือนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่ "มีอยู่ตั้งแต่แรก" เหมือนอากาศ

แต่ฟิสิกส์ได้พยายามแก้ไข "เรื่องธรรมดา" นี้มากว่า 100 ปีแล้ว เวลาเป็นสิ่งที่วัดได้แน่นอน แต่เมื่อพยายามอธิบาย "เวลาเป็นอะไร" ด้วยภาษาของสมการพื้นฐานของโลก มันกลับกลายเป็นเรื่องที่น่าสงสัยทันที

2) ทฤษฎีสัมพัทธภาพทำให้เวลา "ยืดหด" และทฤษฎีควอนตัมใช้เวลาเป็น "พื้นฐาน"

แรงกระแทกแรกคือทฤษฎีสัมพัทธภาพ เวลาไม่ใช่การไหลที่เป็นสากลและแน่นอน แต่เปลี่ยนแปลงตามแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนไหว ผู้สังเกตการณ์ที่เคลื่อนไหวต่างกันไม่สามารถทำให้ "พร้อมกัน" ตรงกันได้ ความจริงนี้ทำลายความรู้สึกของเราอย่างเงียบๆ เวลาได้รวมเข้ากับอวกาศ กลายเป็น "กาลอวกาศ" ซึ่งเป็นผ้าทอในมิติที่สี่

ในขณะที่กลศาสตร์ควอนตัมมีความชัดเจนมากขึ้น สมการควอนตัมพูดถึง "การเปลี่ยนแปลงตามเวลา" แต่ไม่พูดถึงที่มาของเวลา เวลาเป็นเหมือน "นาฬิกาพื้นหลัง" ที่ถูกยืมมาอย่างเงียบๆ

ที่นี่เกิดความขัดแย้งอย่างรุนแรง เมื่อพยายามรวมแรงโน้มถ่วง (ทฤษฎีสัมพัทธภาพ) และควอนตัม (กลศาสตร์ควอนตัม) เข้าด้วยกันเพื่อสร้าง "ทฤษฎีรวม" เวลาอาจหายไปจากสมการ จักรวาลดูเหมือน "ภาพนิ่งที่แช่แข็ง"—นี่คือ "ปัญหาเวลา" ที่มีชื่อเสียง

3) "เวลาเดินไปเพราะเอนโทรปีเพิ่มขึ้น" แต่ยังขาดการเคลื่อนไหวสุดท้าย

การอธิบายทิศทางของเวลาแบบคลาสสิกคืออุณหพลศาสตร์ แก้วแตกและกระจาย แต่เศษแก้วไม่กลับคืนสู่สภาพเดิม ความยุ่งเหยิง (เอนโทรปี) ที่เพิ่มขึ้นทำให้ดูเหมือน "อนาคต" การที่ความทรงจำสร้างได้แค่ในอดีตมีความสัมพันธ์กับการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้...

แต่ยังมี "การบ้าน" เหลืออยู่ กฎพื้นฐานของไมโคร (สมการควอนตัม) ไม่มีการแยกแยะระหว่างอดีตและอนาคต ทิศทางของเวลาปรากฏเมื่อมีการรวมสถิติของอนุภาคจำนวนมากและปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม ปัญหาที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นคือ "ทำไมจักรวาลถึงเริ่มต้นที่เอนโทรปีต่ำ" ซึ่งเป็นปัญหาของเงื่อนไขเริ่มต้น ทำไมจักรวาลถึงมี "การเริ่มต้นที่เป็นระเบียบ" ทั้งที่สภาพที่กระจัดกระจายมีมากกว่า

4) "การปฏิวัติของข้อมูล" ที่ปรากฏขึ้น—ข้อมูลไม่ใช่แค่ "บัญชี"

การปฏิวัติที่เงียบในช่วงหลังนี้ทำให้ข้อมูลกลายเป็นตัวเอก ข้อมูลเคยเป็นเครื่องมือที่สะดวกในการจัดระเบียบสถานะและความน่าจะเป็น (บันทึกทางคณิตศาสตร์) แต่ในที่ที่อุณหพลศาสตร์ ควอนตัม และแรงโน้มถ่วงตัดกัน การ "จัดการข้อมูลเป็นเพียงนามธรรม" ทำให้เกิดความขัดแย้ง

ตัวอย่างที่เป็นสัญลักษณ์คือหลุมดำ หากหลุมดำระเหยด้วยการแผ่รังสีฮอว์คิง ข้อมูลของวัตถุที่ตกลงไปจะดูเหมือน "สูญหายไปในความร้อน" แต่กลศาสตร์ควอนตัมไม่ยอมให้ข้อมูลหายไปอย่างสมบูรณ์ ที่นี่นำไปสู่ข้อสรุปว่า "ข้อมูลไม่ใช่สิ่งที่เลือกได้ แต่เป็นฟิสิกส์เอง" การลบข้อมูลต้องใช้ต้นทุนพลังงาน การเก็บรักษาและบันทึกต้องใช้ทรัพยากรทางกายภาพ—ข้อมูลไม่ใช่บัญชีของโลก แต่เป็นส่วนหนึ่งของโลก

นอกจากนี้ การอภิปรายที่เชื่อมโยงแรงโน้มถ่วงและอุณหพลศาสตร์ยังช่วยสนับสนุนแนวคิดนี้ การนำหลักการของเอนโทรปีและข้อมูลมาใช้ในการอธิบายเรขาคณิตของกาลอวกาศ (การโค้ง) ทำให้เกิดแนวคิดว่าแรงโน้มถ่วงอาจไม่ใช่ "พลังงานพื้นฐาน" แต่เป็น "คุณสมบัติที่ปรากฏ" เช่นเดียวกับที่อุณหภูมิเกิดขึ้นจากพฤติกรรมของกลุ่มโมเลกุล แรงโน้มถ่วงและกาลอวกาศอาจเกิดขึ้นจากชั้นที่ลึกกว่า

5) กาลอวกาศเป็น "สื่อบันทึก"—จักรวาลไม่ลืมเหตุการณ์

หัวใจของบทความนี้คือการมองว่ากาลอวกาศเป็นสื่อบันทึกข้อมูล ไม่ใช่กาลอวกาศที่ต่อเนื่องและเรียบเนียนตามที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพวาดไว้ แต่เป็นชั้นที่ประกอบด้วย "องค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง" ที่มีความจุจำกัด และมีร่องรอยของข้อมูลควอนตัม

สิ่งสำคัญคือ "การบันทึก" ไม่ใช่การเปรียบเปรย การปฏิสัมพันธ์จะต้องปล่อยข้อมูลไปยังสิ่งแวดล้อมและทิ้งร่องรอยไว้ แม้ว่าทางทฤษฎีจะสามารถย้อนสมการกลับได้ แต่ในความเป็นจริงการย้อนกลับทั้งหมดรวมถึง "ข้อมูลที่กระจายไปทั่ว" นั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้ แก้วที่แตกไม่กลับคืนเพราะ "ยุ่งเหยิง" แต่เพราะเหตุการณ์ถูกบันทึกไว้ทั่วจักรวาล

ด้วยเหตุนี้ จักรวาลไม่เพียงแต่มี "สิ่งที่มีอยู่" แต่ยังมี "สิ่งที่เคยเกิดขึ้น" พื้นที่ที่มีการปฏิสัมพันธ์มากจะมีร่องรอยข้อมูลมาก ในขณะที่พื้นที่ที่มีการปฏิสัมพันธ์น้อยจะใกล้เคียงกับ "กระดาษเปล่า" กาลอวกาศไม่ใช่เวทีที่เป็นกลาง แต่เป็นผู้เข้าร่วมที่จำกัดและสร้างเหตุการณ์ถัดไป

6) เวลาไม่ใช่ "พื้นหลัง" แต่เป็น "ผลลัพธ์"—การสะสมข้อมูลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้สร้างลำดับ

นี่คือส่วนที่เจาะลึกถึง "ตัวตนของเวลา" ไม่ใช่การวางเวลาไว้ตั้งแต่แรก แต่สร้างลำดับเวลาจาก "การบันทึกข้อมูลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้" ของเหตุการณ์

แนวคิดนี้เรียบง่าย ทุกครั้งที่มีการปฏิสัมพันธ์ ข้อมูลจะถูกบันทึกในจักรวาล ข้อมูลที่บันทึกไว้ไม่สามารถลบได้ "ทั่วโลก" ภายใต้ข้อจำกัดของอุณหพลศาสตร์และควอนตัม "การเพิ่มขึ้นของบันทึกที่ไม่สามารถลบได้" นี้ให้ลำดับธรรมชาติของเหตุการณ์ = ทิศทางของเวลา สถานะที่เร็วมีบันทึกน้อย สถานะที่ช้ามีบันทึกมาก ความแตกต่างระหว่างอนาคตและอดีตปรากฏเป็นความไม่สมมาตรที่จักรวาลมีข้อมูลเกี่ยวกับอดีต แต่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับอนาคต

เสน่ห์ที่ยั่วยุของกรอบนี้คือไม่ต้องพึ่งพา "การสุ่มของเงื่อนไขเริ่มต้นของเอนโทรปี" มากเกินไป โดยไม่ต้องสมมติว่าจักรวาลเริ่มต้นที่เอนโทรปีต่ำ สามารถกล่าวได้ว่า "ตราบใดที่มีการปฏิสัมพันธ์และข้อมูลถูกบันทึกอย่างไม่สามารถย้อนกลับได้ เวลาเดินไป"

7) แม้แต่สสารมืดก็เป็น "ร่องรอยข้อมูล"?—กลิ่นของการรวมที่ทะเยอทะยาน

หากเจาะลึกลงไปอีก "การสะสมข้อมูล" นี้อาจมีผลต่อแรงโน้มถ่วงด้วย หากการโค้งของกาลอวกาศขึ้นอยู่กับการกระจายของข้อมูลควอนตัม (โดยเฉพาะการพันกัน) นอกเหนือจากมวลและพลังงาน พื้นที่ที่บันทึกการปฏิสัมพันธ์ในอดีตมากอาจโค้งมากขึ้น (=ทำตัวเหมือนแรงโน้มถ่วงแรง)

และผู้เขียนแสดงให้เห็นว่า "แรงโน้มถ่วงที่มองไม่เห็น" ที่ต้องการในกรณีการหมุนของกาแล็กซีอาจถูกตีความว่าเป็น "ผลกระทบที่เหลือของข้อมูลที่สะสมในกาลอวกาศ" แทนที่จะเป็นอนุภาคที่ไม่รู้จัก (สสารมืด) สสารมืด พลังงานมืด และทิศทางของเวลาอาจมาจาก "การบันทึกข้อมูลที่ไม่สามารถย้อนกลับได้" เดียวกัน—ประโยคนี้เป็นสัญลักษณ์ของความทะเยอทะยานของบทความทั้งหมด

แน่นอนว่านี่คือจุดที่การอภิปรายร้อนแรงที่สุด สสารมืดเป็น "กลุ่มของปรากฏการณ์" ที่สังเกตได้ในดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา แม้ว่าการอธิบายจะไม่ใช่แค่สมมติฐานอนุภาค แต่ข้อเสนอทางเลือกยังต้องผ่านการตรวจสอบอย่างเข้มงวด การรวมที่น่าสนใจยิ่งมีอุปสรรคในการตรวจสอบสูง

8) อย่าปล่อยให้กลายเป็น "ปรัชญา": จะทดสอบได้อย่างไร

ทฤษฎีเวลา มักถูกกล่าวว่าเป็น "ปรัชญามากกว่าวิทยาศาสตร์" แต่บทความนี้พยายามก้าวไปสู่ความสามารถในการตรวจสอบ

เริ่มจากหลุมดำ หากข้อมูลไม่หายไป ข้อมูลของวัตถุที่ตกลงไปจะถูกบันทึกในกาลอวกาศ "ก่อน" ขอบฟ้า และยังคงมีผลกระทบหลังการระเหย การแผ่รังสีฮอว์คิงอาจไม่สุ่มอย่างสมบูรณ์ แต่สะท้อน "ประวัติ" ของหลุมดำอย่างละเอียด แม้ว่าเทคโนโลยีปัจจุบันจะยาก แต่ก็มีเป้าหมายที่ควรเล็ง

ต่อมาในห้องปฏิบัติการ ในระบบควบคุมเช่นคอมพิวเตอร์ควอนตัม แม้ว่าสมการพื้นฐานจะย้อนกลับได้ แต่การบันทึก การกระจาย และการเก็บข้อมูลสามารถสร้าง "ทิศทางของเวลาที่มีประสิทธิภาพ" ได้ มีความพยายามที่จะนำการอภิปรายในระดับจักรวาลลงมาสู่ขนาดห้องปฏิบัติการ ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญ

9) ปฏิกิริยาในโซเชียลมีเดีย: คำว่า "จักรวาลเขียนเวลาลงในตัวเอง" ที่โดนใจ

เมื่อบทความนี้แพร่กระจาย จุดที่ผู้คนตอบสนองแบ่งออกเป็นสองส่วนใหญ่

หนึ่งคือ "ประโยคที่มีพลังและกวี" ประโยคปิดท้ายที่มีความหมายว่า "เวลาเป็นสิ่งที่จักรวาลเขียนลงในตัวเอง" ถูกอ้างถึงได้ง่าย ใน X (Twitter เดิม) มีการโพสต์ที่แสดงความประหลาดใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงมุมมองของเวลาโดยอ้างถึงประโยคนี้

อีกส่วนคือ "ความรู้สึกที่ครบถ้วน" การพยายามนำทั้งทิศทางของเวลา สสารมืด และพลังงานมืดมารวมกันในเวทีเดียวกันได้รับการตอบรับอย่างกระตือรือร้น ในสแนปช็อตโพสต์บน X มีการแชร์โดยอ้างถึงแนวคิดที่ว่าสสารมืด พลังงานมืด และทิศทางของเวลามาจากกระบวนการเดียวกัน

ในชุมชนที่เน้นเทคโนโลยี การเปรียบเทียบถูกแปลงเป็น "เชิงวิศวกรรม" อย่างรวดเร็ว ในกระทู้ของ Hacker News มีความคิดเห็นที่เปรียบจักรวาลเป็น "ระบบการจัดการเวอร์ชัน" และมีการเชื่อมโยงความเร็วแสงกับ "ความล่าช้าในการส่งข้อมูลผ่านอวกาศ" นอกจากนี้ยังมีคำถามที่ตรงไปตรงมาแต่เฉียบคมว่า "ถ้าการปฏิสัมพันธ์สะสมแล้ว กาแล็กซีเก่าจะกลายเป็นหลุมดำหรือไม่?"

และที่สำคัญที่สุด ความคิดเห็นที่ตรงไปตรงมาของ "คนที่โดนใจ" ถูกมองเห็นได้ "นี่เป็นครั้งแรกที่ฉันอ่านเกี่ยวกับการเชื่อมโยงเวลาเข้ากับข้อมูลและแรงโน้มถ