布鲁塞尔自由大学 信用:NeoLeo/ShutterStock
com 通常，因果影响被认为只有一条路可走——从原因到结果——并且永远不会从结果回到原因——铃声不会导致触发它的按钮被按下
现在，牛津大学和布鲁塞尔自由大学的研究人员发展了一种量子理论中的因果关系理论，根据这种理论，因果关系有时会形成循环
这一理论提供了一种对奇异过程的新理解，在这种奇异过程中，事件没有确定的因果顺序
这项研究发表在《自然通讯》上
量子理论挑战经典直觉的方法之一是挑战我们的因果关系观念
量子纠缠可以用来在遥远的实验之间产生关联，已知这些实验在经典因果模型的框架内回避令人满意的因果解释
此外，量子理论和引力的统一有望允许时空的因果结构服从量子不确定性，这表明事件根本不需要因果有序
最近，来自牛津和布鲁塞尔的一组研究人员开发了一种量子理论中的因果关系理论，其中因果概念是用内在量子术语定义的，而不是与测量结果的新兴经典水平相关
这为纠缠态产生的关联提供了一种因果理解
现在，他们已经概括了该理论，允许因果影响循环进行，提供了对具有不确定因果顺序的事件过程的因果理解
“我们提议背后的关键思想是，量子理论中的因果关系对应于通过所谓的酉变换的影响——这些变换描述了孤立量子系统的演化
牛津大学的乔纳森·巴雷特说:“这与经典因果模型的方法非常相似，经典因果模型假设潜在决定论，并将因果关系置于变量之间的函数依赖关系中。”
这项新研究的主要思想是将同样的原理应用到操作顺序可以是动态的甚至是不确定的过程中，因为这些过程中的一大类也可以被理解为产生于幺正变换，而不仅仅是那些以普通顺序展开的过程
“以前，具有不确定因果顺序的过程通常被认为与任何因果解释都是不相容的
“我们的工作表明，它们中的一大类——那些可以被理解为由单一过程产生的，并且被认为是可以在自然界中物理实现的——实际上可以被视为具有明确的因果结构，尽管其中涉及到循环，”该研究的相应作者罗宾·洛伦茨说
布鲁塞尔自由大学的奥格南·厄勒什科夫解释说:“循环因果结构的想法似乎违反直觉，但它的量子过程框架保证了它没有逻辑悖论，比如回到过去杀死年轻的自己的可能性。”
“尽管这些场景看起来很奇特，但实际上我们知道其中一些场景有实验实现，其中感兴趣的变量在时间上是离域的
" 这是否意味着时空不具有通常假设的非循环因果结构？不完全是，因为在上述实验中，以循环方式因果相关的事件在时空中不是局部的
然而，研究人员认为，在量子理论和广义相对论的交叉点上，时空本身的因果结构可能会以这种量子方式变成循环的，在广义相对论中，类似于实验室中可实现的过程是可以预期的，但是事件在其各自的时空参考系中是局部的
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