《时间的秩序》为什么我们记得过去,但记不住未来?

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卡洛·罗韦利是意大利物理学家,圈量子引力理论的开创者之一,被誉为“下一个史蒂芬·霍金”,是“让物理变得性感的男人”。《时间的秩序》是罗韦利最新的作品,被《时代周刊》评为2018年十大非虚构好书,也是豆瓣2019年最受关注的十大好书之一。在漫威电影《奇异博士》中扮演奇异博士的本尼迪克特·康伯巴奇为本书录制了有声版,该有声版获得了英国国家图书奖。

一、重新审视时间:

(一)破除独立性

时间绝对独立的观点来自牛顿,但大多数哲学家反对此观点。比如亚里士多德认为时间是对变化的量度,如果一切都不变,时间就会停止流逝。德国数学家莱布尼茨认为时间的背后是因果关系。我们感受到因果关系的传递,也就感受到了时间的流逝。

爱因斯坦最终给出答案,时间不是独立存在的。他首先确定了光速不变的原理,不允许超光速的事情发生,这就维护了世界上的因果关系不会颠倒。然后他又提出了新的时空观,将时间、空间、引力场统一成一个整体,时空就是引力场,可以动态变化。

(二)破除统一性

物体会使它周围的时间变慢,质量越大的物体时间变慢得就越明显。比如越是靠近地球的位置,时间的流逝就越慢。因此,住在平原的人要比住在山顶的人衰老得慢一些。

运动也会让时间变慢,速度越快,时间越慢。设想宇宙飞船上有一台光子钟,在飞船上的人看到的光子钟依然是垂直上下运动,可是对于飞船外面的你来说,看到的光子是做斜线运动。光子的运动距离变长了,那么光子来回往返一次的时间也就变长了,所以在你的眼里,飞船上的时间变慢了。

(三)破除当下性

宇宙中不存在统一的“现在”的概念,“现在”只能是局部的,这取决于我们限定时间的精确程度。如果用纳秒,“现在”的定义仅有几米。如果用毫秒,那就有几千公里。因为人类很难分辨出几十分之一秒的差别,所以我们在整个地球上都可以通用“现在”的概念。可是地球和其他星球的两个人之间,就不存在对应的“现在”。

(四)破除方向性

热量是物理学中唯一与不可逆现象有关的变量,它充当了时间的角色。热量是分子的微观振动和碰撞。科学家用“熵”来表示分子碰撞带来的无序的增长。我们就在熵的增加中感知到了时间。

为什么我们观察到的宇宙在过去都是熵较低的状态呢?原因就在于我们对世界的观察是模糊的,不全面的。地球只是宇宙中一颗渺小的尘埃,只跟宇宙中很少的一部分相互作用。因此,我们像盲人摸象一样,看到其中的一小部分而忽视掉绝大部分,然后,我们就认为自己看到的是特殊的、有序的,定义出了初始的低熵,并以此为基准,看到了熵的变化,感受到了时间的流动。如果我们把宇宙的全部细节都考虑进去,就没有哪个排列是更有序、更特殊的了,那么时间流动的特征就会消失了。

(五)破除连续性

在微观世界,时间具有量子分立性的特征,如果我们用最精密的钟表去测量一个极其微小的时间段,就会发现测得的时间只能是一段一段断开的,从一个值跳到另一个值。时间的连续性就消失了。

(六)破除确定性

当时间处于量子叠加态,那么一个事件可以同时存在于过去和未来,时间也就不再是确定的了。

二、没有时间的世界:

1967年,两个美国物理学家发现了一个量子引力的基础方程,这个方程不包含时间这个变量,它表示了世界运行无需时间指挥,事物不是“在时间中”如何变化,而是事物“相对于彼此”如何变化。我们测量两个物理量,找到彼此同步的变量,就可以用它们的相互变化来表示时间,而没有必要从这些变量里挑出一个特殊的量,然后把它命名为“时间”。

我们过去以为,宇宙是由物体构成的,其实,所有的物体都只是变化中的事件。在这个由变化的事件所构成的宇宙中,一切皆可扮演时间。这就是我们这个世界真实的运作方式。

三、时间来自于何处?

我们的大脑能收集过去痕迹,让它们形成记忆。大脑还能把分散的记忆组合起来,以此来预测未来。当我们看到一个杯子,坠落,着地,摔碎的时候,我们的大脑中并不会产生三个截然不同的信号,而是只会产生一个信号,我们看到的是整个事件的发生过程,而不是一个一个的瞬间。我们感受到的时间,其实是我们大脑制造出的一种连贯的感觉,时间来源于我们,我们才是时间的创造者。

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