为了理解量子力学的怪异之处，我们需要重新思考因果关系。
如果你明天下午把自己的腿给摔断了，你会不会突然发现今天早上走路必须得拄拐？很显然不会，因为结果总是发生在原因之后——你得先摔断腿，然后才会想到去拄拐。但在微观世界中，事情有时并不总是这样，有时候，结果会发生在原因之前。换句话说，未来有时可以影响过去。
这种违反人类常识的情况被称为“逆因果”，虽然我们在日常生活中从来没有遭遇逆因果，但如果逆因果可在微观世界中出现，那么这不仅能让量子力学符合爱因斯坦的时空观，还能解释量子力学中固有的随机性。
下面我们就来详细地谈一谈。
鬼魅般的超距作用
要理解为何要把逆因果引用到量子力学中，我们要把目光放到20世纪30年代。那时，古怪的量子力学正挑战人们传统的物理学认知。这一理论认为微观粒子的状态是不确定的，直到它们被测量时，它们才会随机地进入某一个确定的状态。爱因斯坦却不喜欢这个观点，并表示“上帝不掷骰子”。
尽管爱因斯坦厌恶不确定性，但微观世界中的另一个不可思议的现象却是由他首先发现的。在一个思想实验中，爱因斯坦发现，如果量子力学所描述的不确定性是正确的，那么量子力学可以推导出一个结论：两个粒子经过短暂的相互作用之后，测量其中一个粒子的状态会不可避免地瞬间影响到另一个粒子的状态，而不管它们之间相隔有多远。这种现象在后来被称为量子纠缠。
比如，假设两个粒子相撞后，朝彼此相反方向运动。根据量子力学的法则，这些粒子现在是纠缠在一起的。它们的速度是不确定的，是未知的，但如果你测量其中一个粒子的速度，你会使这个粒子的状态变为确定的，这会瞬间影响到另一个粒子，使其状态也变为确定的。即使这两个粒子相隔数万光年，情况也是如此。
然而，根据爱因斯坦的狭义相对论，远距离粒子之间的瞬间影响是不可能的，狭义相对论已经对信号在物体之间传递的速度设定了限制——不可超过光速。
爱因斯坦认为，所有物理理论，包括他的狭义相对论和广义相对论，都必须服从信号速度不可超过光速这一原则。这一原则通常被称为局域性原理。因此，他将量子纠缠说成是“鬼魅般的超距作用”。他认为，真实的情况是不存在什么超距作用，这些粒子一直都有一个确定的速度，只不过量子力学还没能力确切地描述它们。爱因斯坦相信，会有一个更为基本的理论浮现出来，取代当前的量子力学。
消灭鬼魅般的超距作用
然而，多年来许多实验证实了量子力学这个违反直觉的预言是正确的，而且还证明它的确不遵循局域性原理。不管你喜不喜欢，鬼魅般的超距作用在现实中的确存在。
事情果真如此吗？一些物理学家发现，逆因果可以让量子纠缠遵循局域性原理。这一观点可以追溯到20世纪40年代末。
当时，法国物理学家奥利维尔·科斯塔·德·博阿德发现了一种解释量子纠缠的方法，同时又避免违反局域性原理。他建议，对于两个互相纠缠的粒子，测量一个粒子时会产生一个信号，该信号会逆着时间传回到过去两个粒子相撞的时刻，然后，这个信号就可以顺着时间与另一个粒子一起向前运动，直到前一个粒子被测量时，信号可立刻传给另一个粒子，确保这两个粒子的状态同时发生变化。由于信号是逆着时间传过去，又顺着时间回到现在，所以我们感觉是瞬间发生的。
如果信号真的可以先逆着时间去影响过去，然后再顺着时间去影响另一个粒子，那么所谓的瞬间影响或超距作用就不存在了，而且根本不违背局域性原理。
此外，逆因果也许还能解释量子力学中的随机性。在包含逆因果的量子力学中，现在发生的事情可能会受到过去的事情以及未来的事情的影响。很显然，我们无法提前知晓会有哪些未来的事情带来了影响，从而也无法完全确定该事情会如何进行，使得我们认为事情是一个随机事件。但如果我们能看到宇宙的整个历史的话，我们就能知道事情发生的脉络，并会发现随机事件并不是真正的随机。
如果是这样的话，那么爱因斯坦说的是对的。上帝的确不掷骰子，事实上，上帝是在玩数独。一个人在玩数独时，需要在格子里填写数字，如果你只观测某一个格子的话，你会觉得填下的数字像是随机数。但如果你把玩数独的整个过程都看下来，那么你会发现每个格子里填写的数并不是随机的，而是一个特定且唯一的数。
总之，量子力学的随机性并不是真正的随机，而是源于我们无法掌握宇宙整个历史。
逆因果与时间反演
但是，这个观点一直被人们所忽视。主要原因是逆因果似乎很荒谬，它与日常经验相冲突，而且逆因果并不比量子纠缠更令人难以接受。但是，如果你考虑时间反演对称性的话，事情就会变得更加合理起来。
时间反演对称可以这么理解：把一个物理过程用摄像机拍下来，然后把胶卷倒过来放映，假如描述这个过程的物理定律与顺放时是一样的，那么该物理定律就具有时间反演对称性。这也意味着，单凭这个物理定律无法判断时间方向。
通常，宏观世界并不存在时间反演对称性。比如你打碎了一枚鸡蛋，时间倒转的话，那么就是被打碎的鸡蛋复原，但这是不可能发生的，因为它违反了热力学第二定律。热力学第二定律是，熵——系统的混乱程度——总是随着时间的推移而增加的。
但热力学第二定律仅适用于粒子很多的宏观系统，物理学家认为，那些研究少量粒子系统的基础物理定律，包括量子力学，几乎都是遵循时间反演对称性的。
那么，只要量子力学完全遵循时间反演对称性，结果先于原因这样的事情，仍可以用当前的量子力学来解释，这使得逆因果变为一件合理的事情。
逆因果与块状宇宙
此外，一个被称为“块状宇宙”的理论也可以让逆因果变得更加合理。
我们通常认为，如果事情成为了过去，比如第二次世界大战，那么它们就永远消失了。而未来的事情，比如人类登上火星等，还没有发生，所以它们也不存在。也就是说，我们所认为的宇宙，只包含此时此刻所发生的所有事情。但块状宇宙理论认为这是不正确的，宇宙其实包含了在任何时间、任何地点发生过的所有事情。从这个观点来看，过去、现在和未来都一直存在，而且同样真实，都在宇宙的某个地方。
块状宇宙有四个维度，三个空间维度（长、宽、高）加上第四个时间维度。为了便于理解，让我们简化一下，把我们世界的模型想象成一个三维的长方体。长方体的两个维度（长和高）代表了宇宙的三个空间维度中的两个。
图中的第三个空间维度被省略了，而长方体的宽度代表时间。长方体宽度的一端是宇宙大爆炸，另一端是宇宙的最后一刻。长方体内包含了所有发生过的事件，这些事件在长方体中的位置表示它们在时空中的位置。所有的事情，包括你的出生和死亡，你读这段文字的那一时刻，以及第二次世界大战、人类登上火星，都存在于这个长方体内的某个地方。
如果宇宙只包含此次此刻所发生的所有事情，那么未来很显然没办法影响过去，因为过去的事情不存在了。但如果过去、现在和未来都一直存在，那么这就给了逆因果的发生提供了先决条件。一些物理学家认为，我们现在需要的是把当前的量子力学与块状宇宙理论结合起来，那么再加上时间反演对称性，出现逆因果会是一件自然而然的事情。
所以，只要你认真地思考这个问题，就会发现逆因果并不比量子纠缠更疯狂。而且，逆因果还能解决一些量子力学中的大难题。最近，一些物理学家就开始尝试把逆因果引入量子纠缠中。当然，该理论还很粗糙，需要进一步完善，而且并不是所有物理学家都赞同这一理论。那么，这项理论研究是否能引发了物理界的变革？让我们拭目以待。
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