通过几何约束信息可及性解决洛施密特悖论

该团队解决了洛施密特悖论——即时间可逆的微观动力学与不可逆的宏观演化之间的表面矛盾,包括热力学时间箭头的长期谜题。其解决关键在于:熵的增加并非源于动力学的非对称性,而是源于信息可获取性存在几何边界。对于哈密顿系统(保守动力学),由于辛结构的存在,李雅普诺夫指数总是以正负对出现({λi, -λi})。在时间反演下这些配对会发生翻转(λi→-λi),但稳定流形会收缩至量子分辨率λ=ℏ/√mkBT以下,从而在物理上变得不可区分。该团队实际观测到的总是轨迹发散的失稳流形,因此信息损失率hKS=½∑all i|λi|在时间双向上是相同的——由此破解了时间箭头之谜:“正向”时间不过是“可观测到膨胀的方向”,这一现象具有普适性,因为稳定流形总会收缩至不可测量尺度。定量计算表明:STP条件下的N2气体采用保守估计(hKS∼10¹⁰ s⁻¹)时,要在t=1纳秒实施时间反演所需的动量精度需达到量子极限的∼10⁻¹³倍,这在几何结构上无法实现;宏观时间尺度下则需∼10¹⁰¹⁰倍量子极限精度。该框架既保留了微观时间反演对称性,又无需特殊初始条件或“过去假说”,并可推广至量子系统(OTOCs)与黑洞热力学领域。
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提交arXiv: 2025-11-05 20:23

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