如果时间不是宇宙的基本特征，而是从量子系统之间的关系中涌现出来的东西呢？伯明翰大学的物理学教授乔瓦尼·巴龙蒂尼搭建了一个桌面实验，恰恰表明了这一点。
巴龙蒂尼将约24,000个铷-87原子冷却到接近绝对零度的数十亿分之一度，创建了一个玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），并用一层薄薄的激光将其一分为二。两半，，被观测的一半（”亮区”）和有意不被观测的一半（”暗区”），，与周围环境完全隔离，没有任何外部时钟。这实际上是困扰量子引力理论家的惠勒-德威特方程的一个微型模拟：它没有内置的时间参数。
“时间在加速、减速，甚至停止，取决于系统在做什么，”巴龙蒂尼告诉Live Science。
熵时间
关键的洞见在于，时间不是从外部时钟定义的，而是从系统两半之间的熵交换来定义的。当原子穿过激光屏障在区域之间移动时，熵从亮区流向暗区，或反之亦然；巴龙蒂尼每2毫秒测量一次这种流动，持续120毫秒，并用它来构建他所谓的”熵时间”（τ，tau）。
当熵在两半之间快速流动时，熵时间加速。当交换减慢时，时钟也减慢。当两半达到平衡，没有更多的熵可以交换时，内部时钟完全停止。
在低势垒高度的情况下，亮区经历反复的膨胀和坍缩周期，模拟了一个经历交替大爆炸和大坍缩的宇宙。关键的是，熵时间在大坍缩和随后的爆炸之间没有流逝，，因为在那段无过渡期间没有熵被交换。
“时间和时间之箭，，也许它们只是从无知中诞生的，”巴龙蒂尼说。”要拥有时间和进行观察，你必须放弃一些自由度。”
从模拟到理论
这项实验作为快报发表在《物理评论研究》（第8卷，L022047，2026年6月）上，被明确描述为一个模拟的惠勒-德威特迷你宇宙。惠勒-德威特方程是正则量子引力的核心，它表明在最基本的层面上，宇宙的波函数不随时间演化，，时间本身是不存在的。巴龙蒂尼的系统为这一想法提供了物理测试平台，即使它无法直接探测量子引力。
利用熵时间变量，巴龙蒂尼推导出了一个含时薛定谔方程（iℏ ∂_τ ψ = …），并证明它准确地重现了实验观测结果。”一切如此完美地结合在一起，这相当令人惊讶。非常整洁，从某种意义上说。这在实验中并不常见，”他说。
论文指出了几个重要的注意事项。哈密顿量在结构上类似于迷你超空间模型，但这是一个冷原子模拟，而不是真正的量子引力实验。由于势垒中心阻止了亮区经历真正大爆炸或大坍缩的无限密度，该系统避免了奇点。熵时间数据中的一些”波动”是由时钟场中的粗采样引起的，，这意味着排序并非在所有点上都是完全单调的。
对时间本质的意义
巴龙蒂尼的实验是一个概念验证，，首次证明受控量子系统可以作为时间基本问题的测试平台。时间从量子关联中涌现，而非作为基本背景参数存在的观点已经在理论上探索了数十年。但这是对该原理的首次直接实验检验。
深层的谜题在于：量子力学的基本方程将时间视为一个参数，但广义相对论的基本方程（惠勒-德威特表述）表明根本没有时间。必须有某种东西来弥合这一鸿沟。巴龙蒂尼的熵时间，，由耦合量子系统之间的信息损失定义，，提供了一个具体且可检验的候选方案。
“这通常被认为是无法检验的事情，”巴龙蒂尼说。”这些事情我们可以用已有的工具非常简单地做到，来设计我们的系统。”
婷 翻译
Sources
1. Live Science, “Time was speeding up, slowing down, or even stopping ， physicist demonstrates a key theory of time by building a mini-universe in his lab” (7 July 2026). https://www.livescience.com/physics-mathematics/time-was-speeding-up-slowing-down-or-even-stopping-physicist-demonstrates-a-key-theory-of-time-by-building-a-mini-universe-in-his-lab
2. Barontini, G., “Testing the problem of time with cold atoms”, Physical Review Research 8, L022047 (2026). DOI: 10.1103/1h9j-df4k
3. arXiv preprint: arXiv:2509.07745 (v3, 11 June 2026)