每个当下，都是真实世界的一个印记

据我所知，微积分的发明人、牛顿的竞争对手，戈特弗里德·莱布尼茨（Gottfried W.Leibniz）是欧洲科学革命以后，第一位认真思考如何构建一个适用于整个宇宙的物理理论的科学家。他在诸多方面贡献卓越，比如预见了现代逻辑学、开发了二进制数字系统，世人一直赞颂他为有史以来最聪明的人。为了构造宇宙学理论，莱布尼茨制定了一套被称作“充足理由律”（principle of sufficient reason）的指导原则。这条规律认为，在构建宇宙的过程中，每一个显而易见的选择背后必须存在一个合理的理由；每一个形如“为什么宇宙会是X而不是Y”的问题，必然存在答案。依照这个原则，即使相信神创造了这个世界，那他在设计蓝图时也没有完全自由地选择。从创始至今，莱布尼茨的原则对物理学的发展产生了深远的影响。正如我们将要看到的，作为制定宇宙理论的指导原则，它依然可靠。

在莱布尼茨的眼中，世间万物并不是单纯地罗列在空间之中，而是浸没于某种相对关系网络之中，正是这些相对关系网络定义了何为空间，而非空间决定了相对关系。如今，宇宙是个大网络的想法，在现代物理学、生物学和计算机科学中已成为潮流。

在这样一个相对关系世界中（我们指的是相对关系先于空间而存在的世界），没有空无一物的空间。牛顿的空间观于此截然相反，因为他所理解的空间是绝对的。绝对空间意味着所有的原子都可以通过它们在空间中的位置而定义，而空间永远不会因原子的运动所改变。在相对关系世界中，这种不对等关系并不存在，万事万物都被它们的相对关系所定义。个体会存在，部分自治的个体也可能存在，但相对关系网络将决定它们存在的可能性。个人通过与网络的连结，接触并感知其他个体。在这一过程中，网络保持着动态并不断发展。

在第3章中我将解释，莱布尼茨的伟大原则是如何否定绝对时间的存在，那种不问世间变化、一直盲目向前的时间。时间必须是变化的结果；如果世界一成不变，就不可能存在时间。哲学家说时间是相对的，它是某些相对关系的一个方面，例如，支配事物变化的因果关系。同样，空间也是相对的。更进一步地说，自然事物的每一个属性，必然是它与其他事物动态关系^[10]的某种反映。

莱布尼茨的原则与牛顿力学的基本思路相矛盾。完全理解这两种世界观颇费时间，直至爱因斯坦的出现才得以完成。爱因斯坦继承了莱布尼茨的精神，从莱布尼茨的原则出发，推翻了牛顿力学，并以广义相对论取代了牛顿力学。这一关于时间、空间和引力的理论阐明并极大地拓展了莱布尼茨的相对时间观和空间观。同时，莱布尼茨的原则通过另一种方式，影响了与相对论几乎同时进行的量子革命。因此，我将20世纪物理学革命称作关系革命（the relational revolution）。

目前我们所面临的物理学大统一问题，具体来说，是如何将量子力学与相对论放进同一个理论框架的问题，归根结底，是要求我们完成这场物理学的关系革命。本书的主旨在于说明，要完成关系革命，我们必须接受时间的真实性以及物理定律随时间演化的前提。

在其他科学领域，关系革命已经在紧锣密鼓地展开。生物学中的达尔文进化论是其中的急先锋。进化论中，物种的定义取决于该物种与周围生物的相对关系，基因的功能取决于该基因在基因网络中的功能。这两点都是相对关系的体现。我们很快便认识到，生物学的本质是信息学，而信息本身恰恰与关系有关：信息依赖于位处信息通道两端的发送者和接收者的相对关系。

在社会学领域，自由主义者宣称“世界是由自主个体组成的”。哲学家约翰·洛克（John Locke）认为这种论断和他朋友牛顿的物理学观点类似，正受到一种新观点的挑战。这种新的社会观点认为，社会由个体组成，而个体仅有部分自主性；只有在社会关系中，个体的生命才是有意义的。让我们沉迷的信息革命，通过社交网络体现了关系的概念。作为社会的一份子，我们把自己视作社交网络的一个节点，节点的连接定义了我们的身份。今天，从女权主义政治哲学家到企业管理大师，人人都在谈论社交网络。这一概念在社会学理论中广泛出现。有多少Facebook用户会意识到，他们每一天的社交生活起源于相对关系这个强大的科学观念呢？

关系革命已经持续多年。在发展的同时，也陷入了危机，在一些方面，它停滞不前。在任何关系革命所陷入的危机之中，我们总能发现以下三个被人们热议的问题：什么是个体？如何演生新的系统与实体？如何才能有效地将宇宙理解为一个整体？

解答这些问题的关键在于，个体、系统，甚至整个宇宙并非简单的事物，它们都在随时间而发展的过程中产生。我们思维的盲点在于，没有将这些事物视作随时间发展的过程。看不到这一点，我们便无法回答以上问题。接下来，我会论证，如果关系革命想要取得成功，它必须将时间以及每一个当下，视作真实世界的一个基本方面。

在旧有的思维中，个体是组成系统的最小单元。如果你想了解一个系统的运作原理，你会将它拆解，研究它的局部到底如何运作。但是，对于那些最基本的单元，我们又该如何学习它们的性质呢？它们不可能再被分割，因此还原论（上述方法论的名称）再也不能帮助我们。原子论在此也无济于事，事实上，原子论本身也由于同样的原因停滞不前。这正是方兴未艾的关系革命可以把握也必须把握的机遇。我们需要在基本粒子的关系网络之中，寻求基本粒子性质的解释。

这一点已经包含在我们对大统一理论所作出的种种努力之中。粒子物理学标准模型是我们迄今为止所构建的最好的粒子物理学理论。在标准模型中，诸如电子质量之类的属性，由电子所参与的相互作用来动态地决定。粒子的基本属性之一在于它的质量，质量决定了改变粒子运动的难易程度。在标准模型中，所有粒子的质量起源于它们与其他粒子相互作用。其中，它们与希格斯玻色子的相互作用是决定性因素。从这种意义上来说，没有粒子是“基本”的；在一定程度上，所有看似粒子的行为，都是相互作用网络演生的结果。

在相对关系主导的世界中，“演生”（emergence）是一个重要的概念。当我们将一个物体拆分成部件后，物体某个原有属性变得不再有意义，那么这个原有属性即为演生属性。岩石的坚硬、溪水的流动，这些都是物体的演生属性——因为，构成岩石的原子并不坚硬，构成溪水的原子也不湿润。物体的演生属性往往是一种近似描述，因为它总是涉及某种平均，抑或是某种高度概括、舍弃许多细节的描述。

随着科学的进步，我们发现一些曾经被认为是自然基本属性的性质，其实是演生的、近似的：我们曾经认为，固态、液态和气态是物体的基本状态，现在我们知道这些不过是演生属性，它们只是代表了原子的不同排列方式。许多我们曾经相信的物理学基本定律，现在看来也是演生的、近似的：温度不过是原子随机运动的平均能量，所以热力学定律中，温度是一个演生的、近似的概念。

我甚至会这样想，一切现在我们认为基本的事物，到头来都会被证明是某种演生和近似，比如引力，比如牛顿以及爱因斯坦的引力定律，比如量子力学中的定理，再比如整个空间本身。我们所追求的基本物理理论不会去描述物体在空间中的运动，它不会将引力以及电磁力视为基本相互作用；它也不会是量子力学。空间、相互作用、量子力学，这些事物都是伴随着宇宙膨胀而演生出来的某种近似。

如果空间是演生的，那么时间是不是也是演生的呢？当我们深入大自然更为基本的层面时，时间是不是会消失呢？20世纪的物理学发展使得我的同事们倾向于认同这样一种观点：时间从某种更为基本的自然描述中演生。在那个更为基本的世界之中，时间并不存在。

我执着地相信，他们搞错了。最终，时间，将被证明是我们日常生活中唯一基本而非演生的事物。生活中，我们会感知到瞬间，会感知到这些瞬间属于一条流淌着的时间长河，这些感知都不是假象。这也正是指引我们通往终极现实的最佳线索。