12月19日，記者從海南大學獲悉，該校物理與光電工程學院教授蔡慶宇團隊在“時間箭頭”與熵增原理這一跨越百年的基礎科學難題上取得了新進展。該團隊揭示出量子系統(tǒng)關聯(lián)產生的不可逆性，從量子力學層面為熵增規(guī)律與時間箭頭的詮釋提供了理論基礎。相關成果近日發(fā)表在期刊《物理學年鑒》上。

　　物理史上對于“微觀層面的動力學規(guī)律是時間可逆的，但感受到的宏觀世界卻存在單向的‘時間箭頭’”這個問題始終存疑。熱力學第二定律指出，孤立系統(tǒng)的熵永不自發(fā)減少，而量子力學中封閉系統(tǒng)的演化卻是可逆的，這一深刻矛盾構成了物理學的基礎性難題。

　　針對這一難題，團隊從關聯(lián)視角給出了突破性的理論解答，首次證明了一個關鍵性的“不可行定理”：在封閉量子系統(tǒng)中，不存在任何普適的物理操作能夠完全消除任意未知量子態(tài)之間的關聯(lián)。團隊基于此建立了一個統(tǒng)一的理論框架：將熱量從高溫流向低溫、孤立系統(tǒng)向平衡態(tài)演化以及退相干等不可逆現(xiàn)象，歸因于關聯(lián)在演化過程中持續(xù)生成且難以逆轉。

　　該結果表明，關聯(lián)產生具有本質上的不可逆，突破了此前的理論矛盾。中國科學院院士孫昌璞對此項成果給予了高度評價：“這一工作從量子力學層面為熵增規(guī)律與時間箭頭的詮釋提供了堅實的理論基礎，深刻揭示了量子與經典關聯(lián)在物理中的核心作用，觸及了一個根本性的科學問題，具有重要的理論意義�！保ㄖx璐  陳彬 ）