時間的終結：時間流逝是真實的，也是主觀的

在追尋時間本質的過程中，我們離自身越來越遠，最後卻可能獲得一些關於自身本質的發現

　　新浪科技訊 北京時間2月1日消息，在這個世界的基礎物理學中，既沒有空間也沒有時間。

　　我們熟悉的時間「形象」是這樣的：它在整個宇宙中均勻流動，所有一切就在流動過程中發生。整個宇宙中存在著一個「當下」，構成了現實。每個人的過去都是固定的，發生過便已經消失。未來是開放的，尚待確定。現實從過去流經現在，流向未來——過去和未來之間萬物的演變在本質上是不對稱的。我們感覺這就是世界的基本結構。

　　這一熟悉的圖景已經分崩離析，它本身已被證明只是一種近似，近似於一個更為複雜的現實。

　　整個宇宙中普遍存在的「現在」其實並不存在。事件並不是以過去、現在和未來的順序發生；它們只是「部分」的秩序。存在一個位於我們附近的「當下」，但是在一個遙遠的星系裡，卻不存在這樣的「當下」。與其說「當下」是一個普遍現象，倒不如說是一個局部現象。

　　在支配世界萬事萬物的基本方程中，過去和未來之間並沒有差異。差異的出現只是因為一個事實：我們對事物的模糊感知使過去發生的一切變得特別。

　　以局部來看，時間的流逝速度會因為我們所處位置和移動速度的不同而改變。我們越接近大質量的物體，或者移動速度越快，時間流動就會越慢：兩個事件之間沒有單一的持續時間；即事件的間隔存在很多可能性。

　　時間流動的節奏是由引力場決定的。引力場是愛因斯坦場方程中描述的具有自身動態的實體。如果我們忽略量子效應，那麼時間和空間就構成了一塊巨大「果凍」的不同方面，我們沉浸其中。

　　然而這個世界是量子態的，所以果凍時空也是一種近似。在描述世界的基本語法中，既沒有空間也沒有時間——只有將一個物理量變換到另一個物理量的過程，從中可以計算出概率和相關性。

　　因此，在我們目前所知的最基本層面上，沒有什麼東西類似我們所體驗到的「時間」。不存在一個特殊的「時間」變數，過去和未來沒有區別，也沒有時空。儘管如此，我們仍然知道如何編寫描述世界的方程式。在這些方程中，變數相對彼此不斷演變。這不是一個「靜態」的世界，也不是一個所有變化都是虛幻的「塊宇宙」（block universe）：相反，我們的世界是一個事件的世界，而不是事物的世界。

　　這是一段出航的旅程，目的地是一個沒有時間的宇宙。

　　另一方面，返航的目的地就是試圖理解從這個沒有時間的世界中，我們對時間的認知是如何出現的。令人驚訝的是，在我們所熟悉的「時間」出現過程中，我們自己也發揮了作用。作為構成世界的一小部分的生物，我們從自己的視角看到世界在時間中流動。我們與世界的互動是不全面的，這也是為什麼我們會以一種模糊的方式看待世界。量子不確定性增加了這種模糊性。由此產生的無知導致了一個特定變數——熱時間（thermal time）——的出現，也引出了量化我們不確定性的「熵」。

　　或許我們屬於世界的一個特定子集，在與世界其他部分相互作用的過程中，熵在我們熱時間的某個方向上更低。因此，時間的方向性是真實的，但也是主觀的：與我們相關的世界的熵隨著我們的熱時間流逝而增加。我們看到在這個變數中出現了有序的東西，於是該變數就被簡單地稱為「時間」。熵的增加為我們區分了過去和未來，導致了宇宙的展開。它決定了過去的痕迹、殘留物和記憶的存在。我們人類是熵增加這一偉大歷史的產物，過去的痕迹激活了記憶，結合在一起便塑造了人類。我們每個人都是一個統一的存在，因為我們反映了這個世界，我們通過與同類相互作用形成了一個統一實體的形象，而這代表了一個通過記憶統一起來的看待世界的視角。我們所謂的時間「流動」便由此而來。當我們「聆聽」時間流逝時，所聽到便是這些。

　　「時間」變數是描述世界的眾多變數之一。它是引力場的變數之一：在我們的尺度上，我們感受不到量子波動，因此可以將時空視為是確定的。於是，我們可以認為時空像桌子一樣堅實。這張「桌子」具有維度：一個維度我們稱為空間，還有一個是熵增加的維度，我們稱為時間。在日常生活中，我們的移動速度相對於光速可以忽略不計，因此我們不會察覺不同時鐘的準確時間之間的差異。另一方面，當我們與某一物體處於不同距離時，時間流逝的速度差異也非常小，我們同樣無法感知。

　　因此，最後我們能談論的不是許多可能的時間，而是只有一種時間：我們所體驗到的時間，它均勻、普遍且有序。這不過是從我們人類特定的視角所做出的對世界的近似的近似的近似的描述。作為人類，我們依賴熵的增長，在時間流動中錨定。正如傳道書所說的，我們總有一刻出生，也總有一刻死亡。

　　這就是為我們準備的時間：一個多層次的複雜概念，具有多種獨特的屬性，來自各種不同的近似。

　　關於時間概念的許多討論都混亂不堪，因為這些討論根本沒有認清時間的複雜性和多層性。他們的錯誤在於沒有看到時間的不同層次其實是獨立的。

　　這就是我所理解的時間物理結構。對於這個問題，我已經思索了一生。

　　如果把這些當作一個故事，那其中許多部分都是可靠的，有些部分可能是真的，還有一些部分則是為了理解整體所做的猜測。有一個一般事實是完全可信的，即世界的時間結構不同於我們對它的幼稚描繪。這種幼稚的想像適合我們的日常生活，但不適合在其極微小和極廣闊的尺度上理解這個世界。很可能，它甚至不足以理解我們自己的本性，因為時間之謎與我們個人身份的奧秘，以及與意識的奧秘交織在一起。

　　時間之謎一直困擾著我們，並激起深刻的情感。如此深刻的情感滋養了哲學和宗教。

　　我相信，正如漢斯·賴欣巴哈（Hans Reichenbach）在一本關於時間本質的書——《時間的方向》（The Direction of Time，被認為是這方面最清晰明了的書之一）——中所寫的那樣，為了擺脫時間帶來的焦慮，巴門尼德（Parmenides）想要否認它的存在，柏拉圖想像了一個存在於時間之外的理念世界，而黑格爾談到了精神超越時間性並在其充實中了解自己的那一刻。為了擺脫這種焦慮，我們想像著「永恆」的存在，這是一個我們希望有神、上帝或不朽靈魂居住，超乎時間之外的神奇世界。在哲學殿堂的構建中，我們對時間的深刻情感做出的貢獻要多於邏輯或理性。相反的情感態度，即對時間的崇拜（如赫拉克利特或帕格森）也催生出同樣繁多的哲學理念，但並沒有讓我們更進一步理解時間。

　　物理學幫助我們穿過了層層謎題。物理學展現了世界的時間結構與我們對時間的認知有何不同。它讓我們有了研究時間本質的希望，從而擺脫自身情感造成的迷霧。

　　但是，在追尋時間本質的過程中，我們離自身越來越遠，最後卻可能獲得一些關於自身本質的發現——這就像哥白尼，通過研究天球運動，他最終理解了腳下的地球如何運動。或許，最終我們會明白，時間的情感維度並不是阻礙我們客觀理解時間本質的那層迷霧。

　　或許時間的情感維度正是時間對於我們的意義所在。

　　作者簡介：卡洛·羅威利（Carlo Rovelli）是一位理論物理學家和科學作家。本文摘自他的新書《時間之序》（The Order of Time）。（任天）

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