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你自己的時間簡史

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一直以來,關於時間的問題在生活中經常出現。時間是什麼?我們的時間去哪兒了?

金歧文哼著小曲:

時間是讓人猝不及防的東西

晴時有風陰有時雨

爭不過朝夕又念著往昔

還別說,挺押韻。

柯景騰在地震後給沈佳宜打電話的時候讓她看著月亮,說:

或許在另一個平行時空,

我們是在一起的。

這成為電影中讓人淚目的一個經典。不過今天我們不是來進行歌曲鑒賞,也不是來解析電影,是真的要和鄉親們討論時空。

「平行時空」確實在物理學界有一定的地位。或者換種說法,平行時空即平行宇宙。什麼?照這樣說,那時空不就是宇宙?之於我們來說,宇宙實在是個宏大的概念,時空似乎更多充滿了奇幻的想像力。

時空=時間+空間,不知道這個等式鄉親們是否能夠接受。

先說空間,試想著高中的一節數學課上,老師說,某某同學你再和同桌說話就站到牆角去。於是你看著黑板旁邊的牆角,沿著講台方向是X軸,沿著窗戶方向是Y軸,你再把腦袋往天花板方向看就是Z軸。就這樣,老師成功的讓你理解了一個三維的空間。

好的,那和鵬鵬一起來想像一下四維的空間,怎麼樣,是不是無法想像了?當然,皮這一下我很開心,不過科學家說了,四維空間不可想像。其實人就是一個三維實體,但問題是人想像一個三維實體就已足夠困難。難嗎?答案是肯定的。

你可以說,我現在能想像心裡想的人在對我笑,他不就是一個三維實體嗎?是的,但你也只能想到他對你笑,無法同時看到他的背後還有一隻玫瑰花。你能輕易的想到如照片一般的二維笑臉,卻很難將一個三維實體完全還原於腦海中

接下來說時間。這裡要拋出一個具有爭議的問題:「時間有方向嗎?」如果沒有,那麼未來和過去又意味著什麼?

這個問題鵬鵬回答不了,霍金說,時間有方向,它的指向有三種表達(分別是熱力學時間箭頭,心理學時間箭頭,宇宙時間箭頭),並且三種表達保持一個方向。對這個有興趣的鄉親可以去看看《時間簡史》第九章,本文的很多概念也是來源於此書。

說這兩個概念是便於讓這兩者能以二維圖的方式來和鄉親們體驗一下科學的一些解釋。其實時間+空間準確說叫做四維時空,即三維空間再加上一個時間緯度。這樣的時空是扭曲的,或許這樣說能讓大家比較容易去想像。

現在有這樣一個畫面:將一塊石頭扔到池塘里,水表面的漣漪向四周散開,漣漪作為一個圓周散開並隨時間越變越大。如果我們把不同時刻(這裡指一段時間內的某一具體時間點)漣漪的快照一個個堆疊起來,就會看到一個水波畫出的圓錐。

前方高能,請仔細讀一讀文字。

按照這個思路,我們把一件事P散開的光在(四維的)時空里形成了一個(三維的)圓錐,這個圓錐稱為事件P的將來光錐。以同樣的方法可以畫出另一個稱為過去光錐的圓錐,它表示所有可以用一個光脈衝傳播到該事件的事件集合。

現在,我們把時空分成事件P的將來,過去和他處。將來和過去的事情只受到對應光錐里的因素影響,它處的事情不會受到事件p的影響,也不會影響事件p。而事件p可以是石頭丟在水裡引起的漣漪,也可以是你現在在閱讀鵬鵬的文章這件事情,總之能讓鄉親們明白就好。

為什麼要說光呢?因為偉大的愛因斯坦和他的相對論。假如太陽就在此刻停止發光,它不會對此刻的地球有任何影響,因為地球的此刻是處於太陽熄滅這一事件p的光錐之外。我們只能在8分鐘以後才知道這個事情。換句話說,當我們看到太陽熄滅這個事情的時候,我們是在看它的過去!!!

驚不驚喜,意不意外?其實有時候理論太高深了反而讓人覺得是在看科幻小說,對吧?基於此,我們可以了解到什麼呢?

至少從相對論的角度來看,每個人都有他自己的時間測度。這樣,時間就變成了一個更為主觀的概念。正是如此,每個人在自己時間內所經歷過的事件擁有絕對的唯一性。而這樣的唯一性在龐大的人類系統里又增加了極大的複雜性。

我們不知道自己現在所做的每一個選擇、每一件事情,會在將來的光錐里有怎樣的影響,自己當前處在別人的他處,而在將來又會怎樣相遇而彼此影響。對於此,我們似乎找不到一個統一的自然界規律來進行解釋並預測將來的結局。

有位哲人總結了這麼一段話:

世上尚未發生過任何總結性的事情,也無人說過針對世界,或者關於世界的最終總結。

這世界是開放自由的,所有一切仍有待於將來,而且永遠如此。

2

繼續回到時間的方向上來。如果時間有方向,那麼前進和倒退應該變得簡單。想像一杯水從桌子上滑落,在地板上被打碎。如果你將其錄像,你可以容易地辨別出它是向前進還是向後退。如果將其倒放回來,你會看到碎片忽然集中到一起離開地板,並跳回到桌子上形成一個完整的杯子。當然,你可斷定錄像是在倒放,因為在日常生活中從未見過這種行為。

這種現象是墨菲定律的一種體現:事情總是會越變越糟。通常我們都說「水往低處流」,而熱力學第二定律告訴我們,任何閉合系統的無序度總是隨著時間增加。並且我們稱這種指向性叫做熱力學時間箭頭。

好的,我說下無序度。假定你要將一盒拼圖盒子的紙片排成完整的一幅圖畫組合,如果你搖動這盒子,這些紙片也可以組合起來,但不是有序的正確組合,而是一個無序的組合。

但有一些紙片團仍可能形成部分圖畫,你越搖動盒子,這些團就越可能被分開,這些紙片將處於完全混亂的狀態,在這種狀態下它們不能形成任何種類的圖畫,使得無序的組合不斷增加。這樣,如果紙片從一個高度有序的狀態的初始條件出發,紙片的無序度將可能隨時間而增加。

但是問題來了,由於最終你拼好了這幅圖畫,那就是說盒子里的拼圖從無序的狀態終結於高度有序的狀態,隨著時間的增加這是一個無序度減小的過程,這和之前熱力學第二定律不符啊!

漂亮!恭喜你成功被我繞進去了。關鍵點在哪兒?因為拼圖的打亂和重新拼接並不是一個高度對稱的過程!!!正如水杯打碎後幾乎是一個完全無序的狀態,無序度並不會增加很多。

我們拼圖成功所建立出來的「高度有序」,只不過是在無序度增加的宇宙中一個很小的角落。因為在這個過程中,我們將自己吃過的食物中有序的能量,轉換成汗水釋放到你周圍的空氣當中,通過空氣對流散成熱量形式的無序能量。

總之,科學定律並不能區分前進和後退的時間方向。但至少我們知道無序度增加的時間方向,我們能記住過去而不是未來(因為過去是有序的,就像你看到打碎前的水杯是立在桌上一樣),並且這兩個時間方向保持一致。

或許我們可以思考當你處於一個無序的狀態時如何著手建立一個高度有序的狀態來終結這種無序狀態。比如你現在心理狀態很差,是不是可以通過跑步出汗、與人打電話交流談心之類的做法,從宏觀的有序狀態增加微觀的無序度。那這樣是不是可以比較快的從中抽離出來呢。

當然,這是鵬鵬一本正經的胡說八道哈,但是如果傳遞給大家正能量的東西我也覺得很開心了。

3

其實鄉親們看到這或許會有一個疑問,你說的道理我都懂啊,整這麼一大堆例子、理論不就是說時間一去不復返,我們要珍惜自己的時間嘛。

的確如此,這裡我想引用一下霍金的話:

如果我們確實發現了一個完備的理論,在主要的原理方面,它應該及時讓所有人理解,而不僅僅讓幾個科學家理解。那時我們所有人,包括哲學家、科學家以及普普通通的人,都能參與討論我們和宇宙為什麼存在的問題。如果我們對此找到了答案,則將是人類理性的終極勝利。

看完鵬鵬寫的一篇文章快的話一兩分鐘就完事兒,稍微有耐心點的鄉親願意看個五分鐘以上。但之於作者而言,每一句、每一詞都是深思熟慮過後的產物。鵬鵬有時候會糾結到每一個句子中「的」字是否用多了,這樣會不會引起鄉親們的誤解,又或是舉的例子是否讓大家更關注於事例本身而忽略了鵬鵬真正想表達的意思。而最後,更多的想法,是與鄉親們分享。

正如很多好朋友發一段自己的文字感想給我,也讓我受益匪淺。有時候再借用他們的文字、故事與大家分享。這裡再用一段話來抒發一下胸臆:

但為君傳詞達意,亦讓我與有榮焉。

最後,再拋出一個觀點給各位:

持續的看書學習,發現天下的道理本就相同,從經濟學到哲學,都是普遍存在的矛盾的對立面,其中一個方面都做到極致很強,兩個方面取到折中很強,但道理帶來的也是矛盾,在研讀哲理的時候,要想著合不合自己的個性,將道理為我所用。

關於時間的問題鵬鵬以前也有一些淺薄的看法,有興趣的鄉親可以點擊左下角的閱讀原文。


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