说起“时间”,人们好像天生就能感知它。我们从童年时,就已经明白,时间不可能倒流。“时间流逝”这个属性,让它变成了人们最珍贵的东西,“珍惜时间、一寸光阴一寸金”这些话语,也激励着每个人不断前行。时间的存在,让我们拥有了过去、现在与未来,宇宙中的事件也因此,以有序的方式进行着。时间与我们形影不离,可它到底是什么?
人们自古以来就信奉着一种法则,它就是因果律。从古代的宗教,到后来的哲学与科学,无一不建立在,凡事追寻原因的基础上。我们相信,但凡一件事的发生,必定有它的原因,这个原因也必定会和过去有关联。人类大脑的本能,会对未知产生恐惧,因此,我们总是在不断地寻找确定性的事物,来寻求内心的安定。
过去与未来相比,过去会留下大量事件的存在痕迹,让我们觉得过去是确定的。而尚未发生的未来,没有留下任何痕迹,只有未知的不确定性。于是,我们在进化的过程中,大脑就会经过设计,自然倾向于先考虑确定性事件,也就是找到原因,再去思考结果。
但是随着后来科学的发展,物理学家们发现了量子力学和热力学的定律,这些定律告诉我们,两个事件之间的发生,并不一定有确定的原因,而是由不确定性因素主导的,这些发现,彻底打碎了因果律的美好幻想。爱因斯坦去世前,亲笔写下这样一段话:对于我们这些信仰物理学的人来说,过去、现在、未来这之间的区别,只是一场顽固又持久的幻觉。
在这场幻觉过后,作者卡洛·罗韦利也发现了,时间的结构,并不像看起来那样,均匀统一的流动。时间运行的方式,也与之前所想的截然不同。为了更好的理解时间,作者在书中按照自己的研究路径,将本书分为几个部分,从现代物理发现的时间结构、到量子引力、热力学等方面,来告诉我们,时间的本质究竟是什么。
01.
首先,我们感知时间的方式,有三种:记忆、宏观态、内部视角。
1.记忆的视角:我们把能回忆的时间,称为“过去”,把当下的时间,称为“现在”,把无法掌控的时间,称为“未来”。
2.宏观态视角:我们描述某一个系统,可以采用两种方式,一个是“微观态”,描述系统中,每一个粒子的全部运动状态,由于这个人类无法做到。因此,我们通常采用“宏观态”的方式,这是一种模糊的、粗略的描述方式。
时间的流逝,不是宇宙的运行特征,是来自于我们“宏观态”的视角。我们选择了一个具有时间特征的变量,用一个模糊的概念,确定了“时间”。也就是,“时间”这个说法,是由我们创造出来的,它的出现,会让这个世界,更有序的运行下去。
3.内部视角:我们以为天空每天的旋转,是宇宙在旋转,后来才明白,旋转的是我们地球。我们对世界的经验,都是在以一种特殊的内部视角观察的,这个视角有可能并不是事实。
02.
现代物理学已经理解的内容,是时间的不一致性:
1.时间的延缓:我们并非处于一个时间中,有些地方,时间快些,有些地方,时间慢些。如果一个人住在山顶上,而另一个人住在海平面的附近,用精密的计时器测量后,山上的时间,比在海平面的时间更快。生活在海拔较高地方的人,比生活在平原上的人,衰老的更快。
之所以会有快慢,是因为有“引力场”的存在,物理学家把构成世界物理的“实在物质”,统称为“场”。“引力场”是引力的来源,它会收缩与拉伸,造成时空扭曲。
2.无数的时间:爱因斯坦在广义相对论中,提出的时间观念是,时间并不统一,空间中的每个点(世界的每个地方),都有不同的时间。我们口中所说的“当下”,只存在于我们的附近,其时间用毫秒来计算的话,大约在几千公里左右。
03.
如果从空间的方面,来看待时间:
我们可以把这个世界看成,由物体、物质等东西构成,也可以把世界看成,由事件、发生、过程、出现构成。但世界处于变化的过程中,由于变化才会产生时间,而“物体”本身,一时并不会发生变化,因此,只有把世界看作“一个个事件的集合”,才可以更好地理解这个世界。
一场战争不是物体,是一系列事件;一次暴风雪不是物体,是各种因素集合后的事件;天空中的云不是物体,是空气中水蒸气蒸发后,形成的事件。这些事件结果的出现,表明了:一个事物的变化,会让另一个事物发生变化,之后出现了一系列事件,才导致了最后结果的出现。
04.
从量子力学方面来看,时间有三个基本特征:分立性、不确定性、关联性。
1.分立性:时间是分立的,而不是连续的。“普朗克时间”是时间的最小尺度,它并没有均匀流动,是不连续的。
2.不确定性:用量子力学的方法考虑,时间会处于不同状态的叠加中,过去与未来是虚幻的,都是由概率波动决定,它是不确定的。这也就说明了,一个事件与另一个事件,发生的顺序,并不分前后。
3.关联性:时间是个相互关联的事件网络,它们不在时间之中,而是彼此间不断相互作用,结果遵循概率法则。
05.
我们对世界模糊的视角,以及量子力学的不确定性,诞生了热量与熵的概念:
一个系统的熵与模糊相关,它取决于微观状态下,不可分辨的数量。在宇宙中,存在着无数的物理系统,彼此相互关联,这些系统,会通过概率和庞大的数字,相互作用,使过去呈现出某种特殊的变量,产生了初始的低熵,随后不断增加。
熵的定义,是让事物从有序变成无序,其中也包括宇宙的形成。如果熵真实存在,那么让宇宙中的一个个事件,得以发生的,就是熵不断增加的结果。熵是混乱度,是不确定性的代表,低熵至熵增的过程,就是事件从“恒定”至“变化”的过程,它打破了过去与未来的“因果力量”。因此,某些事件的发生,只不过是在熵的推动下,才显现出的结果。
结论:
由于熵,是一个模糊的概念,人类无法感知到,也就无法用它去描述这个世界。所以,记忆、原因、结果、过去、未来,这些只不过是我们给那些事实,起的一个名称。所谓的“时间”并不存在,它只是作为一种统称,构造出当下的概念,并用我们大脑的记忆,建立起我们与世界的连接而已。