每一刻都是現在？在第五維度裡，時間是波……

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戴維·多伊奇在《真實世界的脈絡》一書中這麼寫道：「我們無法察覺到時間的流逝，只能感受到現時體驗和過去經歷的不同。而正是這些不同，讓我們明確了宇宙在隨時間發生著變化；但若我們將這些不同視為人類意識和現實等隨時間變化的原因，那就大錯特錯了。」

他的意思是，每一刻時間都是「現在」，這種說法太奇怪了。但仔細想想，時間是一個維度，但我們真的隨其變化嗎？若真如此，又是什麼在變化？在哪裡變化？

時間是無法改變的，因為它是整個歷史，而不僅僅是現在。如果把時間看作一條河流，那它作為維度就是河床。河床中水在流動，但在時間中，什麼是「水」呢？

艾薩克·牛頓爵士認為時間是宇宙的固有屬性，由鐘錶匠製造的手錶發出的滴答聲使一切都動了起來。在他的物理學中，你會發現時間是一個普遍的、無所不在的參數。

以前，所有物理學家都認同牛頓的宇宙時間定義，但到20世紀初，不同觀點開始出現。麥克斯韋的電磁方程式解釋了電場和磁場之間的相互作用，引入了普遍速度（即光速）的概念。為了與牛頓理論相吻合，物理學假設存在光可以通過的以太。

著名的麥可遜-莫雷實驗想要通過以太來證明地球運動的影響，但實驗結果卻證明了這種以太並不存在。

時間相對性

愛因斯坦提出，對於所有觀察者來說，無論他們以何種速度運動，真空中的光速是恆定的。若真如此，那麼時間就不具有普遍性。

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隨著愛因斯坦提出他的引力理論——廣義相對論，時間也邁入現代。該理論表明，即使對於未進行相對運動的觀察者來說，只要他們處於不同的引力場中，時間就是不同的。例如，地球上的時間要比太空中的時間慢一點。

NASA的A型重力探測器在1976年證實了這一現象。A型重力探測器攜帶了一個氫原子鐘，它在一億年內漂移的時間不到2秒。它被發射到地球上空一萬公裡處，證實了地球時間在那裡每73年膨脹1秒。

GPA測試是對早期一項測試的改進，即1959年的龐德-雷布卡測試（Pound-Rebka Test）。在該測試中，伽馬射線從塔頂發射到塔底。測試儀器足夠靈敏，可以確認預測的時間膨脹在1%以內，而GPA能把時間膨脹精確到0.01%以上。

當時愛因斯坦的理論已經得到了多方面的證實，而牛頓的「宇宙時間」觀在1976年被正式推翻。儘管所有這些測試都表明時間不具有普遍性，但卻沒有一個能解釋清楚時間的定義。

問題之一在於，所有的物理定律都具有時間可逆性。也就是說：不論在時間裡向前或向後，這些定律永遠成立。唯一不可逆的物理定律是熱力學第二定律，熵必須隨時間而增加。

熵增提供了使時間朝一個方向流動的「箭頭」。熵能區分過去和未來。熵增讓時鐘工作，讓我們記住過去。然而，即使是熵增，也不能解釋現時變化的原因。

到目前為止，還沒有物理理論能夠解釋為什麼現在每時每刻都在變化。戴維·多伊奇等人認為：宇宙隨時間而變化，人類在時間中運動。

但這是一種錯覺。在時間長河裡，人類並沒有乘坐那艘順流而下的小船；而是站在河中，看著時間從身邊流過。

而卡洛·羅韋利等人則認為時間和宇宙都是固定不變的，他們認為人類正在經歷一種由空間和時間波動而引起的動態流動。近30年來，羅韋利一直堅信時間具有熱力學性質，因此把時間當作實物是一種幻覺。確切地說，時空的波動就像河流一樣把我們推向未來。

也許就像相對論一樣，很難判定到底哪種解釋是正確的。看問題的角度不同，得到的結論也不同。

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其他的時間理論是基於因果關係的。時間因果理論的基本概念是，如果一個光子或其他粒子在兩個事件之間移動，那麼這兩個事件可能是有因果聯繫的。事件只是時空上的一個點，所以因果關係可以用粒子在時間和地點之間的路徑來定義。因此，時間變化是因為一件事導致另一件事而引起的，只有因果關係才能定義時間變化。

需要從不同維度看時間的歷史和變化

大多數像這樣的時間定義都不夠充分。因為就我而言，為了定義一個穿越時間的現在時刻，就非常需要通過另一個維度來改變時間本身。這個額外的維度就是現在，而時間是歷史的維度。

更精確地說，假設我們把時間的誕生定義為一個大爆炸事件。四維宇宙在此時形成，就像一座潰決的堤壩。歷史，所有曾經發生過的事情的總和，就像決堤而出的潮汐波，通過第五維度的作用擴展到時間維度。

除了三維宇宙，四維宇宙也正在膨脹。它有一個代表現在的波陣面，也一個代表過去的尾跡。為了在時間上擴展，歷史也必須在其他維度上改變，這個維度定義了現在是什麼。它不可能是一個空間維度，所以一定是一個額外的維度，即第五維度。我們有充分的理由相信，這個額外的維度更像空間，而不是時間。

這並非空談，原因有二：

· 它符合量子理論，而第五維度能很好地解釋量子現象。

· 波在偶數空間維度的行為就像我所描述的一樣，它們不像脈衝似的在三維空間向外擴張，而是在身後留下痕跡。

我已經在之前的一篇文章中介紹了量子部分（https://medium.com/the-infinite-universe/time-may-be-a-wave-moving-in-a-fifth-dimension-and-we-are-the-front-622839ba44e），下文將談談波的部分。

為什麼現時是波陣面

我喜歡波，也喜歡波動力學。自從15年前我在喬伊斯·麥克勞夫林的偏微分方程課上學習波動力學以來，我對其一直興趣濃厚。空間維度的數量不同，波動也不同。

假設你在一維空間裡，撥動一根吉他弦或拉動一根繩子後放手時，就會出現這種情況。輕敲鋼琴鍵會觸發兩個脈衝，這些脈衝以聲音在兩個方向上的速度沿琴弦傳播。脈衝有一個前端來描述它的傳播。一旦脈衝經過弦上的一個點，它就會繼續移動。我們從琴弦中感受到的振動實際上是兩波在琴弦上來回移動的相互作用，通過幹擾和強化，形成駐波。

一維波 | 圖源：維基百科

在三維空間中也是如此，當閃電閃爍時，你會看到一束明亮的光線轉瞬而逝。雷電以球狀波前的形式由閃電向外傳播，一聽到聲音就消失不見。同時，當波前經過時，遠處的人會聽到聲音。光線也是這樣工作的，這就是為什麼在夜空中看到的遠方景象就像是個縮影一樣，這就是惠更斯-菲涅耳原理（the Huygens Principle）。

在偶數維度中，波不是這樣工作的。如果我們是二維的人，看一個一維的夜空，那麼看到的事情就會截然不同了。二維波不會以單一波陣面向外擴展的方式重複傳播。相反，它會像池塘裡的漣漪一樣向外擴大。

這不是弦的振動，而是鼓或床墊發出的振動。在這種情況下，波陣面勻速向外傳播，而且其後還跟著速度較慢的餘波，這些餘波一定來自於更早發生的事件。

如果你擊打一個鼓，它的表面就會變形並發出一股衝擊波穿過它，但是衝擊波會隨著鼓的表面從中性向上反彈，然後又向下反彈。當然，因為它在邊緣被拉伸，所以聲波來回反射，從而產生駐波，我們將其視為聲音。

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如果光是這樣運動的，那麼「超新星」之類的事件就會擴散到宇宙中，而光波也會像池塘裡的漣漪一樣向外傳播，事件的回聲一個接一個。這意味著如果100光年外發生了某件事，我們不僅能看到這件事，也會同時看到之前發生的事情。

更確切的解釋需涉及到術語「光錐」。光錐是一個隨時間膨脹的球體。它雖被稱為「錐體」，但實際上是一個超錐體，是一個四維的錐體而不是三維的。但光錐在任何維度上都有意義，因為它是指光在特定時間內從單一光源可以到達的區域。

在偶數空間維度中，在宇宙任何時空定點上的波，不僅由光源發出的光錐表面決定，而且由光錐內部決定。也就是說，它是由所有速度和時間的波組成的。

這讓我覺得時間很像歷史，所以我用歷史這個詞來代替時間，因為時間的定義範圍太廣，而歷史則意味著發生的事情，流淌著的水構成了時間長河。

關於歷史，有一點需要解釋：現在正在發生的事情既取決於現在，也取決於過去。這是因為物體不僅只以光速運動，而且在以各種不同的速度運動，但如果這是因為物質是由偶數維數的波組成的呢?

2015年，Wesson和Overduin發表了論文《更高維度中的波動與因果關係》，深入研究了這個問題。如果假設宇宙是一個在五維時空中從中心點擴展而來的波，具有四維空間，那麼就可以把「現時」作為光錐的波前，而「過去」是光錐內部的所有波點。

在這種情況下，你不需要定義許多不同速度的物質波。你只需要把它定義為光速為最大值，因為波本身就會以各種不同的速度出現。現時是正在擴展的波前，然而，所有歷史都會影響到某一時刻發生的事情。這就是歷史存在的原因，也是我們需要銘記過去的原因，波動方程本身就需要這種聯繫。

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若果真如此，就能大致解釋時間的定義。過去已經過去，而未來還未到來。波前尚未到達未來，為了證明這一點，我們需要推翻惠更斯的量子論原理。

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