時間何去何從，時間本身或許並不獨立存在

時間何去何從

科學家已經提出了大量理論，致力

於調和廣義相對論和量子力學的矛盾，其中包括超弦理論

（superstring theory）、

因果三角剖分理論（causal triangulation theory）、

非交換幾何學（noncommutative geometry），

等等。這些理論大致可以分為兩派。一派物理學家（比如超弦理論學家）認為，量子力學提供了更為堅實的基礎，因此他們的出發點是「體格健全」的時間；另外一派物理學家則相信，廣義相對論為新理論提供了更好的起點，時間在這裡已經降級，因此對於「不存在時間的現實世界」這一概念，他們持有更開放的態度。

當然，兩派之間並非涇渭分明。超弦理論學家最近也研究起了無時間理論。不過，為了表達時間提出的基本問題，這一派的主流理論是圈量子引力（looquantum gravity），是由更早之前的正則量子引力（canonical quantum gravity）發展而來的。

關係構成的世界：時間本身或許並不獨立存在，而是作為描述物體之間相互關聯的一種方式出現的。這個想法觸發了基思·彼得斯的繪畫靈感，把一組組線條彼此圈套起來。正則量子引力出現於上世紀五六十年代。當時，物理學家改寫了愛因斯坦的引力方程，使它在形式上與電磁方程相同。他們的想法是這樣的：既然有一種技巧在隨後的幾十年里，物理學家對此一直驚愕不已：時間怎麼可能就這麼消失了呢？現在回想起來，這個結果完全不值得大驚小怪。正如我此前提到的，早在物理學家想把廣義相對論和量子力學整合起來之前，時間在廣義相對論里就已經幾乎消失了。

這個結果如果按照字面意思來理解，時間就沒有真正存在過。法國地中海大學馬塞分校

（University of the Mediterranean in Marseille）的卡洛·羅韋利（Carlo Rovelli）也參加了FQXi舉辦的那場論文競賽，他是圈量子引力的提出者之一，參賽論文題目是《忘掉時間》（Forget Time）。他和英國物理學家朱利安·巴伯（Julian Barbour）是這一觀點最主要的支持者。他們還嘗試把量子力學改寫成了不含時間的形式，這似乎是相對論所要求的。

他們認為這種策略是可行的，因為儘管廣義相對論缺乏一個全局的時間，但它仍能設法來描述改變。本質上講，它之所以能描述改變，靠的是把物理體系與其他物理體系直接關聯，而不是與某個抽象的全局時間概念關聯在一起。在愛因斯坦的思維實驗中，觀測者用光信號比對時鐘，通過這種方式來確定事件的時間。我們可以用我家廚房裡一個鍾

的嘀嗒聲來描述圍繞地球的一顆人造衛星位置的改變，反之亦然。我們要做的，就是描述兩個物體之間的相互關聯，消去作為中介的全局時間。我們可以不用時間來描述我頭髮顏色變白的速度，而用人造衛星的軌道來描述。我們可以不說一個棒球以10米/秒2在加速，而用冰川的改變來描述它。諸如此類不勝枚舉。時間成了多餘的東西。不用時間，照樣可以描述改變。

這些相互關聯整齊地交織成一張巨網。如此一來，我們才能定義一個叫做「時間」的東西，然後把所有一切都與它關聯，從而把我們自己從時刻留意各個物體之間錯綜複雜的直接關聯的重擔中解脫出來。物理學家能夠簡潔地把宇宙的運行規律，總結成含有時間項的物理學定律。但我們不應該因為時間會帶來方便，就錯把它當成是這個世界最基本的組成部件之一。錢，一樣會使生活變得方便許多，讓你不用在每次想買咖啡的時候，還要去跟人以物易物。但錢只是我們發明出來的、用於表示物品價值的符號，它本身並不是價值，也不包含任何價值。與此類似，時間讓我們可以彼此關聯物理體系，而不用試著去弄清楚一個冰川和一個棒球究竟如何關聯。但是同樣，時間也只不過是為了方便而虛構出來的一樣東西，它在自然界里的存在，並不比錢基礎多少。

除掉時間自有其誘人之處，但也會造成一大堆附帶傷害。其中一條就是，它要求把量子力學徹底推翻重寫。

不妨以著名的薛定諤貓（Schrodinger" s cat）為例。這隻貓懸於生死之間，命運維繫在一個量子粒子的狀態上。按照通常的思路，在一次測量或者某些等效於測量的事件發生之後，貓的狀態就被確定

了——不是生，就是死。不過，羅韋利可能會主張，貓的狀態從來就沒有被確定過。這個可憐的小傢伙相對於它自己來說可能已經死了，相對於屋裡的一個人來說還活著，相對於屋外的第二個人來說又死了，以此類推。

讓貓的死亡時間取決於觀測者，就像狹義相對論所做的那樣，這還可以理解。但是，把相對論的精神發揚到底，像羅韋利所說的那樣，連貓死亡這件事有沒有發生都變成相對的，那就相當令人吃驚了。因為時間是如此基本，除掉時間可能會顛覆物理學家的世界觀。

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