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爱因斯坦:“时间”会死,没有时间啥情况?

神州日知 祗舍

子在川上曰:逝者如斯夫,不舍昼夜。

任何事物都有产生,生长,消亡的过程,这是自然规律,不可逆转。

任何东西都有使用年限,人的骨骼、内脏、大脑也不例外。

食品中各种毒素,大气、水中各种污染,让人的机体遭受着攻击,免疫系统支撑不住的时候,人就会倒下。

杀生者不死,生生者不息。消亡的因素存在,人的个体会死。

既然如此,那么时间自然也会结束,或者死亡。

既然,时间都会死亡,人如何能永生呢?

而且,时间是真实存在,还是人们的错觉呢?

爱因斯坦就是时间是个错觉,那人生就是一场空,是有科学道理的。

什么是现在?

大多数人的心中基本认为时间一去不回头,时间的行走就像是一支离弦之箭,将永不复返,把过去永远留在后面。

虽然我们常常后悔,巴不得挽回以前的过失,但常理会告诉我们,时间不会倒流,要珍惜现在。

人类能感知时间的流逝,而人们所说的“现在”,实际上是时间以一个恒定的速度往未来移动时,过去和未来之间的某一个点。人类经历的时间可以利用工具测量,比如使用时钟、日历。

自17世纪中期,荷兰物理学家惠更斯成功发明第一个摆钟开始,“计时”的进度不断提高。钟表利用运动,把时间的流逝转换成容易测量的量。

那么,人类知觉里的“现在”有多久呢?

原则上,“现在”是稍纵即逝的一个点,但根据一些说法,人类对时间流逝的感觉中,“现在”大约有2.7秒。在这之前的一切都是历史,其余的都属于未来。

然而,在某些状况下,时间流逝的速度并不总是一样的。这种现象被物理学家称为时间膨胀。

根据广义相对论,引力就可以造成时间膨胀,引力越强的地方时间流逝得越慢。

例如,海平面上的原子钟就比珠峰顶上的原子钟慢些,因为海平面的引力比山顶的强,尽管它们之间的偏差微乎其微,大概只有十万分之三。

影响时间行走速度的不仅有引力,还有物体的运动速度。

根据狭义相对论,当运动速度越快时,时间就越慢。有人计算过,如果你能将车子开到近光速(每秒30万千米)的速度,时间会比正常情况下慢7000倍。

如果人类一直围着地球高速运行,时间上也会出现“跨越”。

比如说,待在太空最久纪录的保持者帕达卡,这名俄罗斯宇航员花了大约两年半(879天)的时间生活在环绕地球的轨道上,在这期间,太空船上的时钟和地球上的时钟之间累积的时间差约为0.02秒。

换句话说,帕达卡是来自0.02秒后的未来人,他应该算是真正的时间旅行者了!

时间到处存在吗?

其实不然,科学家认为黑洞中心是一个没有时间的地方,这个空间被压缩到最小的点,是一个拥有无限密度的时空点——奇点。

这里是难以想象的,因为黑洞本身具有非常巨大的引力,任何光子都没能逃离它的“魔力”,因此没有人能看得到它的内部,即使是利用世界上最强大的望远镜。

宇宙大霹雳的胜利与黑洞的发现似乎已经解决了这个问题。宇宙中充满了奇异点,时间可能多次遭逢剧变;即使宇宙避免了大崩坠的命运,它也可能结束于大解体、大冻结或大煞车。

但若问奇异点(不论大小)究竟是什么,答案就不那么清楚了。美国密西根大学的顶尖物理哲学家史凯勒(Lawrence Sklar)说:“关于奇异点的物理学,可说是见仁见智。”

产生这种怪物的理论本身则认为它们事实上并不存在。例如,相对论说每一个星系的前身,在大霹雳奇异点时都被塞进数学上的一个点——那不是寻常的微小针孔,而是真正不具有体积的点。

同样地,进入黑洞里的倒楣太空人身上的每个粒子,也都会被挤压成一个无限小的点,在这些状况下,计算密度时必须把质量除以体积“零”,得出的结果是无限大。也有一些其他型态的奇异点密度并非无限大,但它一定有其他无限大的物理量。

现代的物理学家虽然不像亚里斯多德与康德那般厌恶奇异点,但他们仍把其视为理论已经推论过头的迹象。

就像中学教过的几何光学标准理论,它完美解释了眼镜和游乐场里哈哈镜的原理,但它也说透镜把来自遥远光源的光线汇聚到一个数学上的点,因而产生了无限大的强度。

事实上,光线不会聚焦到一个点上,而是汇聚成一个靶心的图案。该处的光强度或许很大,但仍是有限的。这个几何光学的谬误是因为光并非真是一条线,而是一道波。

同样的道理,几乎所有的物理学家都假定宇宙的奇异点即使有很高的密度,但仍是有限的。相对论的谬误在于它遗漏了奇异点附近关于重力或物质的某些重要特性,密度会因此受控制。

美国加州大学圣巴巴拉分校的物理学家哈特尔(James B. Hartle)说:“大部份的人会说,那代表这理论在此失效。”

要厘清事情的真相需要有更完备的理论,也就是量子重力论。物理学家仍在建构这个理论,但他们认为这理论必定包含量子力学的中心思想:物质像光一样具有波的特性。

这些性质应能击垮众所认定的奇异点,使之变成一个小团,而不是一个点。果真如此,时间或许不会结束。

时间会死吗?

在我们的经验里,没有事物会真正结束。在我们死后,身体会腐朽,而其组成物质将还诸天地,成为另一个新生命的成份。

因此,我们仍继续存在于后世之中。但这情形会永远持续下去吗?有朝一日,是否可能不再有“下一刻”?

令人郁闷的是,现代物理学竟然认为答案是肯定的,时间本身会有结束的一刻,一切活动终将停止,不再有新生与复苏。时间的结束将是一切最终的结局。

这恐怖的景象来自广义相对论的预测,该理论提供现代科学家对重力的理解,在此之前,多数物理学家与哲学家认为时间是一种永恒的鼓声,是宇宙向前迈进的稳定节奏,永不改变、摇摆或停止。

爱因斯坦则认为宇宙是一场弹着复节奏的大型爵士乐即兴演奏会,时间可以变慢、拉长,甚至撕裂。

当我们感觉重力作用时,我们正感受着时间节奏的即兴表演,自由落体其实是坠入了时间流动比较缓慢的地方。

时间不仅影响物质的运动,也回应物质的运动,正如鼓手与舞者相互刺激而陷入疯狂的节奏一样。

但当事情失去控制,时间会像过度兴奋的鼓手,最后耗尽体力而化为乌有。

这种现象发生的时刻称为奇异点。事实上,这个名词专门用来表示时间的边界,不论是起始或结束。

最为人所知的是大霹雳,也就是宇宙在138亿年前诞生并开始膨胀的时刻,而时间也随之开始。

如果有一天宇宙停止膨胀并开始塌缩,宇宙的演化结果会像是反向的大霹雳——大崩坠,并把时间压缩到零。

宇宙学家认为时间和宇宙的死亡密切相关。如果宇宙在未来发生了“大崩塌”,即里面所有的物质就好像跌入了黑洞一般,坍缩到一个点,那么宇宙也就终结了,同时,这也是时间的尽头。

但还有另一版本的时间“死亡”设想,它是由英国物理学家罗杰·彭罗斯提出的。

他预言数亿年后,宇宙会走向“热寂”——所有的恒星耗尽了燃料,黑洞也耗尽了能量,所有的物质都衰亡了。届时空间将不存在任何原子,时间也将不复存在。

彭罗斯提出的这个版本的时间终结和一个人的死亡很像:人是由数十亿个细胞组成的,而细胞又由原子和分子构成。

这些没有生命的成分以奇迹般的方式组织起来,创造了生命。而人类走向死亡后,身体又变成了一堆原子。

宇宙也许也一样,或许是宇宙的组成部分创造了时间,没有这些组成部分,宇宙就没有过去,没有现在,也没有未来。

当然,时间之死并非随处可见。广义相对论说时间会在黑洞内失效,但在宇宙中仍持续存在。

黑洞的毁灭性素负盛名,但它们其实远比你所能想像的更残暴。如果你掉入黑洞,不仅会被扯碎,你的残骸也必定撞上黑洞中心的奇异点,你的时间就此结束。

你身体里的分子不会再被利用,也不会有新的生命从你的灰烬中兴起。就像小说中的人物走到书本的最后一页,不仅遭受死亡的磨难,简直就是天崩地裂。

物理学家花了好几十年,才接受了相对论指出某些事物死而不能复生这种令人不安的预言。

直到今日,他们仍无法解释这件事。奇异点可说是物理学家尝试把爱因斯坦的想法与量子力学合并,开创出量子重力论这项统一理论的首要原因,他们希望能够澈底解释奇异点。

但你得小心面对这项希望,因为时间的终结固然很难想像,但若时间没有尽头,也是很矛盾的。

远在爱因斯坦之前,各个时代的哲学家都曾争论时间是否永无止尽。

18世纪的德国科学家康德(Immanuel Kant)认为这项议题是个“二律悖反”——我们能够证明正反双方都是真理,使你无所适从。

亚里斯多德曾提出时间不可能有起点与终点,就是诉诸类似的原则。

时间是真实存在吗?

以上理论成立的前提生时间真实存在,那时间是真实存在,还只是我们的幻觉。

1.26秒是一束光从月球到达地球所需要的时间。

一个小时由60分钟组成。宇宙已经138亿岁了。

也许你认为所有这些都是事实,因为这些都可以用滴滴答答的钟表来证明。

然而,阿尔伯特·爱因斯坦,这位可以说是有史以来最著名、最伟大的物理学家却说道:“时间是人们的一种认知错觉。”

根据阿尔伯特-爱因斯坦的广义相对论,时间只是空间的另一个次元,而且我们对于时间的感知全部都在我们的大脑中。

爱因斯坦的说法也得到大多数物理学家的支持。这似乎在暗示着时间只存在于时钟和日历上。

我们知道,物理学上,时间=距离/速度,该公式表明时间的存在就是为了标的物体移动变化所产生的各种性质之间的关系。

我们所生存的真实世界,变化无处不在,而且变化是相对的,不是绝对的,比如我和你相对静止,但是对于地球我们还是在移动。

其它的变化,比如人的衰老,四季的交替,这都是客观存在的,不因为你没有看到,或者你生存的那个星球上没有,就认为其他的星球没有,这是唯心主义观。

所以,时间是不是存在,取决于我们要不要持续的观测各种“变化”的产生,如果不需要,那么,时间当然对我们就毫无意义。

如果时间是一种幻觉的话,那就意味着未来将和过去一样明确。

但是,如果未来已经被确定的话,那么,对于人类来说最有价值就是时间的错觉。我们仍然渴求在生命中做出选择,那是我们人类非常重要的一部分。

尽管人类对时间的理解已经有上千年,但仍然没有找到一个令人满意的答案。为了了解探索神秘的时间,我们还需继续踏上了探索时间的旅程。

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