# 《时间的秩序》时间是物体的属性，而不是物体本身_时间并非是「均匀」流逝的_卡洛·罗威(利关于时间的探索之旅)公众号：木闻​​​​ By [shentucao](https://paragraph.com/@tucao) · 2021-10-08 --- 每天都有无数凡人死去，然而活着的人却仿佛自己永生不朽。 ​​时间对于我们而言是一种熟悉而又陌生的东西。我们的日常作息需要关注时间，社会经济的正常运转也离不开对时间的精确衡量。时间就像周围的空气一样，总是伴随着我们，是我们再熟悉不过的东西。 ![](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/563a7e60eb61c7e16ab259004777eeb639bfbcdb3eb9750b687eb63cee1f81e0.jpg) 然而时间又充满着种种谜团。 * 时间是怎样起作用的？ * 时间的本质是什么？ 哲学家和物理学家们对于这些问题都有着浓厚的兴趣。宇宙的起源，黑洞的命运，地球上生命的运转，这些与时间之间存在着怎样的联系？这是我们难以回答的问题。 但物理学家们已经在探索时间本质的道路上取得了不小的突破。当人们对时间的认识越来越深时，我们也发现原来我们曾经对时间有着太多的误解。 我们曾认为时间对于万物都是公平的，它均匀而安静地流逝，不会受到任何事物影响。宇宙的秩序就伴随着它的流淌缓缓地展开，从过往到现在，从现在到未来。 然而，这些都是错的。 我们就从一个简单的事实说起：山上的时间会比海平面的时间过得快。 ------------------------------- 如果你的朋友住在山顶，你住在山脚，那么多年以后你们再见面，和你的朋友相比，你会更加年轻，你养的花草生长得更慢，你的时钟转的圈数更少……总之，在山脚下的你，拥有的时间会比你的朋友更少。 不知道你会不会为此感到惊讶？不过最初提出这个设想的人想必说出来你不会感到太惊讶——对，他就是爱因斯坦。 ### 爱因斯坦提出的理论认为，一个有质量的物体会弯曲它周围的时空。 针对时间来说，一个有质量的物体会让它周围的时间变慢，物体的质量越大，时间减慢的效果就越强。 地球作为一个大质量的物体，当然会减慢它周围的时间。而之所以山脚的时间会比山顶更慢，就是因为山脚比山顶更加靠近地球。 其实早在认识到质量会减慢时间的十年前，爱因斯坦就意识到，时间是能够被速度减慢的。 如果你和你的朋友现在都住在山脚下，但是你一直处于运动的状态，那么和你的朋友相比，你的手表会走得更慢，你会比他老得更慢。 ### 对于任何运动的物体来说，时间的流逝都会变慢。 物体的运动速度越快，时间变慢的效果也会越强。假设你能够乘坐宇宙飞船以光速的99.5%的速度运动，那么你的时间将会比我们慢10倍。等你在太空晃悠一圈再回到地球，那才真的是「出走半生，归来仍是少年」。 所以现在你就知道，**时间并非是「均匀」流逝的**，它对待山顶和山脚的不同，对待运动和非运动的物体不同。 但是，即便时间并不均匀，它至少是在「流逝」对吧？就像哪怕河流有的地方流得快，有的地方流得慢，但河流本身总是在流动的吧？ 然而物理学家告诉我们，过去与未来，原因与结果，记忆与希望，在描述世界的根本法则面前，并没有什么区别。 ### 早在19世纪，德国人克劳修斯提出的热力学第二定律就告诉我们，在其他东西不变的情况下，热是不能从低温物体传到高温物体上的。 这和物体坠落有着本质区别：一个小球掉下来之后，但可以通过反弹再弹起来，但热不会。 在物理学里面，正是热力学第二定律，区分了过去与未来。 不是牛顿的定律，不是麦克斯韦方程，不是爱因斯坦的相对论……所有的这些方程都不能区分过去与未来，因为如果它们允许一个向前的过程，那么同样的过程其实也可以向后运行。 在世界的基本方程当中，时间之箭只出现在有热的地方。 ------------------------- 因此时间与热的根本联系在于，只要过去和未来出现差异，就必然会涉及到热。 反过来讲，如果不发生什么热的交换，或者热交换可以忽略不计的情况下，我们看到的过去和未来就是一模一样的。 能将过去和未来区分开的基本现象，就是热量总是从热的物体跑到冷的物体上。 克劳修斯为了描述这个不可逆的过程，引入了「熵」（entropy）这个概念。 ### 熵是一个测量一个系统混乱程度的量。 * 一个被收拾得整整齐齐的房间，东西都被摆放得非常有序，这样的系统就是低熵的； * 相反，如果这个房间是乱糟糟的，那么这个房间的熵就比较高。 热力学第二定律告诉我们，在一个孤立系统中，熵只会增加，不会减少。 那么熵和时间的关系是什么呢？ -------------- 我们说熵是描述一个系统混乱程度的量，但是玻尔兹曼告诉我们，我们之所以会感受到宏观上的「混乱」，那完全是因为我们的感官没有办法去体会微观上的区别。 比如我们抛十枚硬币，十枚硬币全朝上和全朝下（设为情况1）的概率都非常小，对于我们而言，这是一种特殊的低熵状态；而更可能出现的情况是，有五枚硬币朝上五枚硬币朝下（设为情况2），这是一个混乱程度最高的高熵状态。 但你要注意的是，我们之所以认为情况2的熵更高，是因为我们没有办法区别这十枚硬币之间的不同，因此只能靠正面反面来区分。如果你能够精确地感知这十枚硬币之间地材质纹理，温度硬度等等属性的不同，那么对你来说，任何的排列组合都是一种特殊的低熵状态。 这正是玻尔兹曼提出的。 熵之所以存在，是因为我们是用一种模糊的宏观方式来描述世界，我们没有办法区分微观世界的不同。 我们现在来梳理一下这个逻辑：热区分了过去和现在，描述这个过程的时候我们引入了熵这个概念，而熵的存在是因为我们没有办法区分微观世界的不同。 那么反过来讲，如果存在一种超感知的生物，它能够体会到微观世界的不同，那么时间的流逝对于它来说，也就是不存在的了——宇宙会是没有过去、现在、未来之分的一整块。 所以在这个地方，时间又失去了一个重要的组成部分：过去和未来之间并没有本质区别。时间的流动没有内在的规律，它只是某个时刻我们对于这个宇宙的模糊认知。 既然过去和未来没有本质区别，那么「现在」又是什么呢？ -------------------------- 如果你想知道你的室友在干什么，你只需要看他一眼，就能够知道答案。如果他没在家里，那么你给他打个电话就能够知道。 但是你需要注意的是，当你看着对方的时候，你接收到的是他到你眼睛里面的光——光传播到你这里的时间假设需要几纳秒。当你给他打电话的时候，声音传到你的耳朵里面需要几毫秒，所以你最多只能知道你的室友几毫秒之前在作什么——当然，这并不是一个太显着的差距。 那假设你的室友现在在比邻星b上，光从他那儿传播到你这儿需要4年的时间，因此如果你用望远镜看他，你看到的其实只是4年前他的样子。 ### 「现在」对于你们来说，并没有什么意义。 **事实上，在宇宙当中，并没有一个统一的「现在」。每一个事件都有它的过去，也有它的未来，但既不属于过去也不属于未来的「现在」，则是一个相对的概念。** 即便你的室友在面对面跟你说什么东西，但由于光和声音的传播需要时间，你看到和听到的其实是他的过去，也就是他的过去影响你的现在，而反过来你的现在也在影响他的未来。但是你们的现在之间，并不会相互影响。 于是对我们来说，组成时间的「现在」这个部分也失去了。 到头来，时间只是宇宙中一个并不特殊的变量。 --------------------- 物理学家们将编织物理世界现实的东西叫作「场」，引力场就是重力的起源，而时空只是引力场，或者反过来说，引力场就是时空。 > 引力场和其他场，比如电磁场之间并没有本质的区别。牛顿曾认为我们的世界就像是画布上的一幅画，但实际上，世界更像是画布与画布之间的叠加。引力场作为构成世界的一张画布，它可以被弯曲，拉伸，挤压。 这也就是为什么我们开头说，在重力大的地方时间会过得慢一些：因为在那里引力场更「少」，所以时间也会更少。 而当我们将量子力学考虑进来之后，我们会发现时空其实是粒子（基本粒子，光子，引力子）相互作用的结果。这些粒子并不存在于空间当中，相反，是它们自己形成了空间。 而这种相互作用，就是时间的最基本形式。 当我们用宏观的角度去看时，时空也许是平滑的，但是在最更小的区域里面，却是无数的量子正在相互作用。 这其实是作者卡尔·罗威利所研究的圈量子重力论（loop quantum gravity）。 ### 在这种理论当中，时间与空间并不是世界的容器，它只是量子动力学的近似结果。 量子的相互作用并不知道时间与空间的存在，在这个世界里面，只有事件和关系。也就是说，这是一个没有基本物理时间的世界。 一个没有时间的世界并不意味着一切都是静止的，它只意味着所有正在发生的东西并非是按照时间顺序发生的。这是一个由无限而无序的量子事件构成的网络。 所以这也是为什么作者认为，一个更好的描述世界的方式，是我们的世界是由「事件」组成的，而不是由物质组成的。 ---------------------------------------------------- 如果世界是由物质组成的，那么这些物质是什么呢？原子是由更小的粒子组成的，基本粒子不过是场的短暂振动，而量子场不过又是我们用语言描述的相互作用的事件。 所以其实我们没有办法把物质世界看作是由事物和实体构成的。 物质与事件的区别在于，物质存在于时间当中，而事件则是一种有限的过程。 我们可以问一个石头明天在哪个地方，但我们不会问一个吻明天在什么地方。但世界的确就是由一个个吻所编织成的网络——而不是石头。 * 云不是物质，它是空气湿气的凝结； * 水波不是物质，它是水的运动； * 家庭不是一个东西，它是关系，过往历史，情感的集合； * 一个人也不是一个东西，它是食物，信息，文字等等相互作用的结果。 从托勒密到伽利略，从牛顿到薛定谔，物理学和天文学从描述「事物是什么样的」演变成了「事情是怎样变化的」，他们描述的是事件，而不是事物本身。 而物质本身，只是一个短暂而单调的事件。 * * * > 在印度史诗《摩诃婆罗多》里面，最古老而智慧的神Yudhistira解释了宇宙中最大的谜团：「每天都有无数凡人死去，然而活着的人却仿佛自己永生不朽。」 我不想在结尾说珍惜时间之类的道理，也不愿意上面的内容将你引向虚无。或许最好的方式，是我们用一种平静的心态去探究时间的奥秘。 这本书的作者卡洛·罗威利今年62岁，他说他在年轻的时候从来没有害怕过死亡，因为他觉得那非常遥远。现在他60出头的他，却依然没有感到恐惧。 > 在他眼里，死亡就像巴赫所说，不过是「睡眠的姐妹」。 生命本身是一个事件，既然如此，那它总会有结束的时候。 它像你完成的一个工作，谈过的一次恋爱，哼过的一首歌，你在这些过程里面去体会和感受，而当它们告一段落的时候，你也可以带着微笑告别。 就像罗威利所说，他现在享受着生活的乐趣：海面上的月光，爱人的吻，还有冬日下午躺在沙发上用符号和公式填满书页。 但即便此时一位天使出现在他面前，告诉他时间到了的话，他也只会放下手中的笔，和天使一起，带着微笑离开。 * * * 公众号：木闻​​​​ --- *Originally published on [shentucao](https://paragraph.com/@tucao/nVBdhCwdPhf3jJE9N7ES)*