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过去无法挽回未来可以改变

时间:2022-02-18 百科知识 版权反馈
【摘要】:平心而论,至今仍然没有人能在根本层次上了解时间是什么。他的理论显示,时间不再是绝对而独立于观察者的物理量。某些哲学家认为,时间本身是一种幻觉。两个时刻之间的时间间隔不断缩短。或许我们觉得时间在流动仅仅是一种感觉罢了,不论它有多么真实。到目前为止,对于我们为什么会强烈感受到时间的流逝与不断变换的当下,科学还无法提供一个令人满意的解释。
时间是什么_悖论破解科学

平心而论,至今仍然没有人能在根本层次上了解时间是什么。

现今描述时间的最佳理论出自于爱因斯坦的广义相对论,我在关于奥伯斯佯谬的章节中介绍过。当我们企图用手上最强大的理论来回答形而上的深刻问题时,却暴露出它的不及之处。这些问题包括:“时间是否真的在进行,抑或只是幻觉?”“时间的进行是否依照某个绝对速率,甚至朝向某个确定的方向?”“时间由过去朝向未来进行”、“时间以每秒经历1秒的速率消逝”之类的论述,显然对解决问题没有什么帮助。

在牛顿于三百多年前完成运动定律的巨著《数学原理》(Principia Mathematica)之前,时间归属于哲学的范畴,而非科学。牛顿阐明物体在外力作用之下如何运动;运动状态改变的定义牵涉到时间的概念,因此非得将时间纳入这个描述自然定律的数学架构中。牛顿时间(Newtonian time)是绝对的,放诸各坐标系而皆准。一般认为时间以固定不变的速率前进,不论我们对时间流逝的(主观)感受为何;宇宙当中彷佛存在一个虚拟的时钟,已经设定好每秒、每小时、每天、甚至每年有多长,我们完全无法改变它。这个想法听起来相当合理,但已经被现代物理学彻底否定了。

爱因斯坦在1905年公布了他的发现,提出时间与空间奥妙地交织在一起,彼此相互关联。他所提出的相对论在物理学界引起一场革命。他的理论显示,时间不再是绝对而独立于观察者的物理量。反之,依观察者移动速度快慢,它可以延长,也可以缩短。

在此我得厘清一件事,这种时间推移快慢的变化,与我们的主观感受无关。当然,作为茶余饭后的闲聊话题,我们对于以下状况十分熟悉:欢乐派对所带来的美好夜晚总是咻一下就过去了,反之,枯燥乏味的演讲却让我们感到度日如年。大家都知道,在这两种状况下,时间并没有真的加快或变慢。另一个类似的情况是,随着年岁渐长,我们往往觉得时间愈过愈快。但是我们也知道,这并非因为时间真的变快,而是因为度过的每一年都成为生命中比例愈来愈小的片段。试着回想在你的孩提时期,下个生日距离这个生日有多么遥远,你就能明白了。即便有了这些生活经验,我们依然深信,某种绝对的牛顿时间确实无所不在,并且速度保持一致,不论身在宇宙何处。

早在爱因斯坦之前,就已经有某些科学家和哲学家不认同外在的、绝对的时间观点,也有许多人辩论过时间流动的速率及方向等议题。某些哲学家认为,时间本身是一种幻觉。以下这一则迷你悖论颇有芝诺悖论的味道:

相信你一定同意,时间可以区分成三个阶段:过去、现在与未来。即使我们拥有关于过去的纪录,也记得曾经发生过的事,“过去”其实已经不复存在了。另一方面,“未来”则尚未发生,所以也可以当作不存在。至于剩下的“现在”,由于被定义为“过去”与“未来”的分界,它是确切存在的。虽然我们“感受”到“现在”是一个与时推移而不断变换的时刻,并且不断使未来变成过去,但它仍只是某个瞬间罢了,而非一段持续的期间。因此,持续推移变换的“现在”,仅仅作为过去与未来之间的分界线,我们也不能将它当成一种实质存在的状态。假如时间的三个阶段都不存在,那么时间本身就是一种幻觉!

相信读者跟我一样,对于上述机巧的哲学思辩持保留态度。

回到我们的主题上——比较难以证实的是时间的确在“流动”这个概念。对我们而言,要否认这种确实发生的感觉无疑相当困难,但不论这种感觉有多强烈,在科学上是站不住脚的。在日常生活用语中,我们会说“时光流逝”、“时候未到”、“那一刻已成过往”等等。如果读者思考一下就会发现,根据定义,各种运动与变化量都是根据不同时间点来判定。这就是我们定义变化量的方式。当我们想描述某个程序的进行速率时,我们不是去算每单位时间内事件发生的次数(例如每分钟的心搏数),就是去算每单位时间内的变化量(例如婴儿每个月增加多少体重)。然而,要测量时间本身的变化率就变得毫无意义,因为我们无法以时间为基准来衡量时间的变化。

为了澄清这一点,我想请教各位读者以下的问题:假如时间突然变快,我们要怎么知道?由于我们的存在无法自外于时间,以一个变快的标准时钟(类似我们体内的生物时钟)来测量变快的时间间隔,我们永远无法察觉时间加快了。探讨时间流的唯一可行之道,就是采用某种外部的、更基本的“时间”来度量它。

如果这样的外部时间真的存在,可用以测量“我们的时间”的流速,这么一来只是将原来的问题推向更根本的层次,而不是解决它。如果时间在本质上会流动,为什么外部时间不会呢?结果我们还需要一个更基本的时间尺度,来度量外部时间的流速。这个问题可以一直延伸下去,没完没了。

我们无法探讨时间的流速并不表示时间完全不流动。也有可能时间本身是静止不动的,而我们(的意识)沿着它移动——是我们朝向未来移动,而非未来朝向我们靠近。当你从行驶中的火车窗户往外看,看到高速掠过的田野时,你“知道”它们是静止的,移动的是火车。类似的情况在于,我们强烈的主观印象认为,此时此刻(我们称之为“现在”)与未来某事件(例如下一个圣诞节)正在彼此接近。两个时刻之间的时间间隔不断缩短。不论我们说下个圣诞节正在向我们靠近,或者说我们正在往下个圣诞节靠近,指的都是同一件事:我们感受到某种变化。大家都同意这种观点吗?恐怕不是。许多物理学家辩称,就连这种观点也是不正确的。

虽然听起来很奇怪,但物理定律并未触及任何跟时间流有关的议题。这些定律告诉我们,原子、时钟乃至于火箭的任何物体受到外力作用下任一时刻的行为;它们也提供计算一个物体在未来某一刻的行为或状态的准则。然而,这些物理定律完全不带有任何关于时间流的蛛丝马迹。物理学里完全没有时间消逝或推移这样的概念。我们发现,时间就这么存在着,跟空间一样。它就在那里。或许我们觉得时间在流动仅仅是一种感觉罢了,不论它有多么真实。

到目前为止,对于我们为什么会强烈感受到时间的流逝与不断变换的当下,科学还无法提供一个令人满意的解释。有些物理学家与哲学家甚至认为,物理定律一定遗漏了某些东西。他们也许是对的。

好了,我想我们已经谈论了够多的哲学。接着回头来看,根据狭义相对论,时间前进的速率为什么会改变以及如何改变;如果不搞定这个问题,我们就无法破解孪生子悖论。


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