時間並非宇宙真實結構的一部分？自1915年以來就「消失」了

你在讀著這個句子時，很可能會想著「這一刻」（就是現在），也就是正在發生的「當下」。此時此刻似乎很獨特、很真實。不管你對過去有多少記憶，對未來如何憧憬，你都活在當下。當然，你閱讀剛剛那句話的那一刻已經不再，這句才是當下。換句話說，時間似乎在流動，亦即「當下」也在不斷更新。在我們直覺的深處，未來是開放的，直到它成為現在，而過去已被固定住了。時間流動時，這種過去固定、現在發生、未來開放的結構不斷在時間中前進。這種結構深植於我們的語言、思考和行為中，我們的一生該怎麼過正懸於此。

雖然這種想法很自然，卻無法在科學裡找到相應的語言。物理的方程式無法表明哪些事件正在發生，就像一幅沒有標記「你在此處」的地圖。方程式中沒有「現在」，因此也沒有時間流。除此之外，我們可以從愛因斯坦的相對論中得知，不只是單一的現在不存在，事實上每一刻都同樣真實，未來並不比過去開放。

科學對時間的理解，與我們日常生活對時間的理解有著巨大的鴻溝，這讓歷史上的思想家大感困惑。一旦物理學家逐漸剝奪我們賦予時間的平常屬性，這個鴻溝益形加深。現在，物理時間與經驗時間的裂口已深及根基，因為有許多理論物理學家開始認為，時間甚至根本不存在。

，這種想法剛開始很令人震驚，難以想像它如何說得通。我們所做的每一件事，都是在時間裡做的，這個世界就是由時間串起的一連串事件，每個人都可以看到我的頭髮變白、物體移動之類的事件。我們看到了變動，而這種改變是相對於時間而言的。少了時間，世界就會全然靜止。一個沒有時間參數的理論，就必須解釋：如果世界實際上並沒有變動，為什麼我們會看到事件的變化。

最近的研究正嘗試面對這項挑戰。雖然時間可能並不存在於最基本的層次，但它可能在較高的結構中產生：這就像桌子雖然是由一堆內部幾乎空空如也的粒子所組成，但摸起來還是很結實。固體是粒子集體浮現的性質，因此時間也可能是由世界某些基本組成浮現出來的性質。

「時間乃浮現的性質」，這種想法有可能和一個世紀前的相對論或量子力學同樣具有革命性。愛因斯坦曾說，他在構思相對論時，最關鍵的進展來自於他對時間的重新理解。而物理學家在追求統一相對論與量子力學的夢想時，他們相信時間一樣是個關鍵。許多人認為，統一理論描述的會是個沒有時間的世界，有些人則極不願放棄時間這個概念。不過他們都同意，要在統一理論上有進展，就必須先對時間做深入思考。

在過去這段日子裡，我們對時間的豐富常識不斷受到否定。時間在物理學中舉足輕重，但隨著物理學的進展，這些功能逐一被其他東西取代。

乍一看，它可能不明顯，但牛頓運動定律對時間的特性有一定的要求。

原則上，所有的觀察者都同意事件是按順序發生的。經典物理學假設，無論何時何地發生的事件，都可以被客觀地解釋。與宇宙中的其他事件相比，它首先發生，然後同時發生。因此，時間使世界上所有的事件都井然有序，這個秩序是絕對的事實，不會因觀察者的不同而改變。此外，時間必須是連續的，這樣我們才能定義速度和加速度。

在經典物理學中，時間也必須有一個連續性的概念(物理學家稱之為「度規」)，以確定兩個事件之間的距離。當我們說奧林匹克短跑運動員博爾特特每小時能跑43公里時，我們必須能夠計算出每小時有多長。與事件序列一樣，時間的持續時間與觀察者無關。如果Alice和Bob在15點離開學校，走各自的路，然後在18點回家，Alice會和Bob經歷同樣的時間。

基本上，牛頓提出世界上應該有一個主控計時器，它以一種獨特而客觀的方式記錄下一個時刻。牛頓的物理學只以時鐘的滴答聲為依據。此外，牛頓覺得時間在流動，它的流動告訴我們未來的方向，但是這種額外的性質對於牛頓的運動定律來說是不必要的。

牛頓對時間的解釋今天對我們來說可能已經過時了，但如果你稍微想一想，你會發現它令人驚訝。它的許多特徵在邏輯上是不相關的(如序列、連續性、連續性、同時性、流和方向)，但它們都包含在牛頓稱為「時間」的定時器中。這些特徵組合非常成功，以至於近兩個世紀以來都沒有得到糾正。

襲擊發生在19世紀和20世紀初。第一波是對奧地利物理學家路德維希·博茲曼的研究。他的結論是，時間沒有內在的方向，因為牛頓定律在時間上向前或向後同樣可行。因此，他認為過去和未來之間的差異不是時間固有的，而是源於宇宙組織物質的不對稱方式。物理學家們仍在爭論這一論斷的細節，但博茲曼令人信服地消除了牛頓時間的一個特徵。

下一波攻擊來自愛因斯坦，他放棄了絕對同時性的概念。根據他的狹義相對論，事件是否同時發生取決於你跑得有多快。事件的階段不是時間或空間，而是它們的組合——時間和空間。如果兩個觀察者以不同的速度移動，他們會對事件發生的時間和地點有不同的看法，但是他們對事件在空間和時間上的位置沒有不同的看法。時間和空間是次要的概念，就像愛因斯坦的大學老師、數學家赫爾曼·閔可夫斯基(Herman Minkowski)的一句名言:「它們會逐漸消失在幻覺中。」

1915年，愛因斯坦的廣義相對論誕生，狹義相對論被擴展到引力領域，情況變得更糟。重力會扭曲時間，所以這裡經過的一秒和那裡經過的一秒可能不一樣。原則上也很少同步時鐘並保持同步。你無法想像這個世界在一個時間參數的基礎上一個接一個地運行。在極端情況下，世界可能根本不會被分割成一個個瞬間。這樣，就不可能說一件事比另一件事發生得早或晚。

廣義相對論中有許多函數使用「時間」這個術語:坐標時間、局部時間(也稱為「原始時間」)、全局時間。一般來說，它們在同一時間做了很多牛頓做過的事情，但是單獨來看，它們沒有一個配得上這個術語。要麼物理學不聽這些時鐘的聲音，要麼即使它聽了，它們也只適用於宇宙的一小塊區域或某個特定的觀察者。雖然物理學家現在認為時間應該被排除在統一理論之外，但是我們有充分的理由說時間自1915年以來就「消失」了，但是我們還沒有完全理解它。

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