时间问题:路径积分视角

我们证明,在一个原本无时间演化的非相对论性封闭量子系统(可视为广义协变量子理论的简易模型)中,时间演化的出现可以从路径积分表示的角度来理解。正如泛函积分方法中常见的那样,这一视角能为算符/希尔伯特空间表述中变得繁琐的特征提供更直观的解释。我们展示了当识别出一个时钟自由度并将其置于合适的半经典“好时钟态”时,薛定谔演化是如何出现的。我们的分析有一个影响,它延伸至具有作用量 \(S\) 的广义协变系统(包括引力)的路径积分表述。在这些理论中,某些跃迁振幅的形式为 \(\exp(iS/\hbar)+\exp(-iS/\hbar)\),而非预期的“向前传播”的 \(\exp(iS/\hbar)\)。这一特征被称为**余弦问题**,出现在路径积分的具体正则化中,例如在圈量子引力中定义自旋网络态之间物理内积的自旋泡沫表示中。无论在形式层面还是在明确的正则化中,这一明显困难已导致一些作者寻求修改基本振幅以消除反向传播。我们的模型表明,余弦问题反而是基本动力学的时间反演不变性,与跃迁振幅中常用的时间中性边界态共同作用的自然结果。当识别出一个合适的时钟系统并将其置于半经典的“好时钟态”时,它会引入一个时间箭头,选择“向前传播”的 \(\exp(iS/\hbar)\),而无需修改基本动力学。该分析阐明了时间如何在适当条件下涌现,并强调了在正则表述中,量子引力从根本上说是无时间性的。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-18 06:43

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