離開事物的時間有意義嗎?若時間不存在,那麼由什麼記錄宇宙生命

2020-12-06 科學新世界

在我們所處的宇宙中,理解時間好像是理所當然的,但是往更深層次講,時間並不是那麼簡單。在《物性論》這本書講過:時間不是自己獨立存在,應該承認,離開事物的活動,人們就不能感受到時間本身。

在一個多世紀以前,愛因斯坦就證明了我們不能把時間和空間分開,我們必須把它們當作一個整體,即時空來考慮。在過去十多年間,科學家提出了一種新思路,但是要理解它,得知道量子引力的概念。在量子引力裡作為物體無固定形狀的容器的空間從物理學中消失了。

物體,也可以說是量子並不佔據空間,它們是彼此依存,空間由量子間的相鄰關係織就。要理解它,我們要放棄空間是固定不變的容器這一概念,類似的,也要放棄時間是固定不變的。也就是說,物體存在的連續空間消失了,現象發生於其中的流動的時間也要消失了。

有人提出,在某種意義上,空間不再存在於基礎理論之中;引力場的量子不在空間之中。同樣,時間也不再存在於基礎理論之中,引力的量子不在時間之內演化,時間只計算它們的相互作用。就像惠勒-德維特方程證明的,基本方程中不再含有時間變量。時間像空間一樣,是在量子引力場中出現的。

約翰惠勒,偉大時間的探索者

一個多世紀以前,我們就已經清楚,時間的本質不是我們普遍以為的那樣,狹義與廣義相對論讓這點很明確。我們常識中的時間觀念在實驗室中是經不起推敲的。例如,取兩塊手錶,確保它們記錄的時間相同,把一塊放在地上,另一塊放在家具上。等大約半小時的時間,再把它們放在一起。它們仍然會顯示相同的時間嗎?

答案是否定的。我們通常戴在手腕上的表,或是手機上的時鐘,都沒有精確到足以讓我們驗證這個事實,但全世界的物理實驗室中都有計時器,可以顯示將會出現的差異:放在地上的手錶要比被舉高的手錶慢。為什麼呢?因為時間在世界各地並不以相同的方式流逝。在有些地方流逝得更快些,有些地方會慢些。你距離地表越近,引力越大,時間流逝就越慢。

雖然差異很微小,但數量上的微小並沒有改變差異確實存在這一事實。時間並不是像我們通常想像的那樣運轉的。我們不能把時間看作一個記錄宇宙生命的巨大宇宙時鐘。一個多世紀以來我們已經知曉,我們應該把時間看成局部的現象:宇宙中的每個物體都有它自己的時間之流,其速度由當地的引力場決定。

在普朗克尺度上,量子事件不再按照時間的流逝先後發生。在某種意義上,時間不再存在。說時間不存在是什麼意思呢?首先,時間變量從基本方程中消失並不意味著一切都是靜止的,不表示改變不會發生。剛好相反,這表明變化是普遍存在的。

這只是表明:基本過程不再能夠被形容為「一個瞬間接著另一個瞬間」。而每個物理過程都遵循著自己的節奏,獨立於鄰近其他過程。

我們必須學會不以事物在時間中變化而是以其他方式來思考世界。事物只是相對於另一事物發生變化。在基本層面,時間不存在。我們通常對時間流逝的感覺只是在宏觀尺度上的一種有效近似,這主要是源於我們只能以粗糙的方式感知世界。

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