高維時空中詭異的時間含義,決定不能影響結果?

2020-12-04 李論科學

文章前，首先我要提一個問題，一個四維生命邀請你去他5光年外的家裡喝茶，你是去呢？還是不去呢？你覺得你的選擇能決定結果嗎？要回答這個問題，我們就要了解什麼是非線性時間？四維生命是怎樣透視我們的線性時間的？我們今天就討論下這個高大上的燒腦問題！

什麼是線性時間

在我們的現實世界中我們應該很好理解時間的線性觀點，例如：開始總是先於結束，原因總是先於結果。這種時間的關係在我們的常識裡根深蒂固，但這種線性時間和因果論對於四維空間的生命就會出現很大的不同。

史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)的科普暢銷書《時間簡史》(the Brief History of time)相信大家都看過，說來慚愧這本書是我在大學期間閒來無事閱讀的，上次有個可愛的網友評論說他看這本書的時候正在上小學，而且能看懂，融會貫通！（哈哈）我當時真的自愧不如啊！

當時書上中有一章節「時間之箭」引發了我對時間本質的迷戀和思考。主要討論的是時間的線性或單向性質。熱力學第二定律告訴我們宇宙的熵隨時間增加而增加。例如，如果你把手機掉在地上，屏幕摔得稀碎，熵(或隨機性)就會增加。但如果你有超能力把這個過程反過來，你就能從一片混亂中得到一個完整的屏幕。其實這個過程並不需要超能力，因為讓事物按照倒敘得方式發展根本不會違背任何物理學公式，沒有哪一條物理學公式有時間方向這個因素。但是它卻違反了熱力學第二定律，違法了宇宙的基本法則。現在，從科學的角度來說，你應該清楚時間為什麼向單一方向運動了。很多小夥伴還會考慮，那為什麼一切都趨於混亂？這個問題只能這樣回答：宇宙就是這樣設計的！所以不必糾結這個問題了。

我們怎樣理解非線性時間

由於我們的世界不允許非線性時間，我們肯定是理解不了自己意識中不存在的東西。那麼我們將深入到科幻小說《愛麗絲仙境》的兔子洞中才能對時間有更多的了解。在科幻小說和電影的眾多例子中，當我們想到非線性時間時，腦海中就浮現出三個生動的例子。

首先是來自《五號屠宰場》的比利·皮爾格林在時間上神秘的脫離了困境，遇到了名為特拉法瑪多的四維生命。其次，《星際穿越》中的庫珀穿過黑洞發現自己置身於一個四維迷宮中。最後《降臨》中的艾伯特和科斯特洛是四維生命，他們都認為時間是非線性的。從三維看二維如果你沒有讀過或看過這些虛構人物的奇幻經歷，那你這會可能在撓頭：這說的都是什麼鬼！那麼想知道非線性時間是什麼。先想像一個這樣的圓柱體。

回答兩個問題，你看到圓柱體是一個三維實體嗎？你認為它一直存在嗎？讓我們把圓柱體較近的面命名為面，把較遠的面命名為面，設圓柱體長度為「L」。

想像一下一個生活在二維世界裡的二維人老王。

對於老王來說，圓柱是不存在的，因為他無法想像三維世界中的任何東西。他只能看到圓柱體的圓形平面(或橫截面)。

現在想像一下老王在圓柱體的第1面。對於我們來說，圓柱體的長度是一個空間維度，但對於老王來說，它是一個時間維度。因此，對於我們來說的長度單位L就是老王的時間單位L。

所以在經過L單位的時間後，老王就會到達面2。對於我們來說在圓柱體中切割的每一個平面，都會觀察到老王所做的一些特定動作。這就是老王在那一瞬間的時間上所發生的事情。

現在你對這一切有什麼看法？對於老王來說，在一個特定的時刻只有一個平面存在，但你可以看到他從面1一直到面2的過程，因為你可以看到整個圓柱體。所以如果老王這時問你，當他在L/2時間時你在做什麼，你會給他一個困惑的表情。因為你不知道他的時間是什麼，你只知道長度L。

從四維看三維同樣，如果一個叫老李的四維生物出現在你面前，你問他時間，他也會給你同樣困惑的表情。他可以看到你三維世界生活的所有時刻，從開始到結束，也就是從出生到死亡，每時每刻，每分每秒。

對於老李來說，進入你生命中的任何一個時期就像進入一個圓柱體的平面。你的出生是在一個四維圓柱體的面1，你的死亡是在四維圓柱體的面2。老李可以看到你的整個生活，因為他可以同時看到整個四維圓柱體。

「所有的時刻，過去、現在和未來，都一直存在，也將永遠存在。」-庫爾特·馮內古特《第五屠宰場》

非線性時間帶來的困惑和含義

這種時間觀有一個特別詭異的含義。這意味著我們沒有自由意志。怎麼說呢？因為老王不知道他的終點在面2，但是你知道啊，你可以看到它，最重要的是，你確定老王的未來時間是確定的，因為圓柱體本身沒有變化。同樣的，如果你的四維圓柱體也是固定的，這意味著你只是在向前移動，做著已經為你準備好的一切事情。

你這時可能會想：確定性的時間都是胡扯。我明顯能控制我自己的生活。這種想法可能也是對的。但是，在這種非線性的時間觀中，你必須做出一些複雜的論證來證明自由意志的存在。

這個觀點的另一個有趣的含義是因果關係。在我們的宇宙中，發生的結果總是有原因的，原因總是先於結果。然而在你的四維圓柱體中，老李可能會首先看到你考試不及格，然後再看到你原來整天玩吃雞。

但是，這並不一定就意味著因果之間沒有聯繫。只是一個像老李這樣的四維生命可以在一個原因之前就可以看到結果的發生，因為他可以從你的四維圓柱體中隨機訪問一個時間切片。

總結：去還是不去

現在你應該理解了四維空間生命的非線性時間，那麼老李邀請你去他5光年外的家裡喝茶。你是選擇去呢？還是不去？我個人覺得你不用糾結，因為老李既然能邀請你，那麼他已經有把握了！哈哈！安全的旅行吧！

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