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时间真的存在吗?
提问:时间真的存在吗?
有时人们常会议论说,爱因斯坦是怎样证明了所有一切都是相对的。在畅销书《秘密》说,“时间只是一种错觉。”这是真的吗? 时间仅仅是我们头脑里想象出来的一个虚构事物吗?
解答:当然,在物理学中,时间无疑是一个非常复杂的话题,可是在物理学家对时间是真实的、确实存在,实际上并没有产生任何怀疑...,他们只是在是怎样导致时间存在的问题上还有一点分歧。

时间和熵的箭头

术语“时间箭头”的概念是由亚瑟·爱丁顿爵士于1927年所创造出来的,并因他于1928年所写的书《物理世界的性质》所普及。基本上,时间箭头是一种理念,认为时间只能沿着一个方向上流动,而空间的尺度却与时间截然相反,它并无择优的取向。爱丁顿规定了有关时间箭头的3个具体的要点:

1. 时间单向流动的理念强烈地被人们的意识所承认。
2. 时间被我们的推理能力公平地强调着,推理能力告诉我们,时间的反向流动会使外部世界变得荒谬和毫无意义。
3. 除了在一些个体组织以外,在物理科学中没有出现过对时间的反向流动的研究。这里,箭头表示随机元素的逐步增加。
前两点当然会使人感到兴趣,然而其中的第三点却取得了物理学中的时间箭头。时间箭头所表现的突出因素在于它始终朝着按照热力学第二定律所规定的熵逐渐增加的方向。宇宙里的所有事物作为一个自然过程(以时间为基础的过程)而逐步衰退,如果不做大量的工作,它们决不会自发地恢复到以前的状态。

爱丁顿在上面提到的第三点里还有更深一层的意义,然而,那就是“除了在一些个体组织的研究以外,时间的反向流动问题没有出现在物理科学的研究中。”这句话究竟意味着甚麽? 意味着时间存在于物理学里的所有场合!虽然这些道理是千真万确的,古怪的事情在于竟然会有这样的物理定律,认为“时间是可逆的”。也就是说,如果宇宙能够在与时间箭头相反的方向里也起着作用,看来物理定律本身好像也可以运行得很正常。从物理学的角度来看,没有实际的理由可以说明为什么时间箭头必须单方向地往前行进。

最常见的解释是,在遥远的过去,宇宙具有很高的有序度(或低熵)。因为有了这个“边界条件”,自然法则就这样地认为,宇宙里的熵总是在不断增加。(这是肖恩·卡罗尔(Sean Carroll)于2010所出版的《从永恒到这里: 探索时间的终极理论》的书里所提出的基本论据,尽管他还进一步提议为什么宇宙一开始就有这么多的规则的各种可能的解释。)

《秘密》和时间

由相对论在其性质上存在着一个不够清楚的讨论和其他与时间有关的物理学所散播的常见错误观点认为时间事实上完全不存在。此种情况偶然碰到了一些通常归类为伪科学、甚至神秘主义的领域,然而,我想在这篇文章中陈述的是这个问题的另一个特定的外观。

在畅销的自学书(和视频)《秘密》里,作者提出了一个概念:物理学家已经证明了时间不存在。仔细思考一下该书里“怎样来应用《秘密》这本书”章的“它要有采取多长的时间”的节里,有下列的一些语句:

“爱因斯坦告诉我们,时间只是一种错觉。” 。
“量子物理学家和爱因斯坦告诉我们,一切事物都是同时发生的。”
“宇宙没有时间,宇宙没有大小。”

根据大多数物理学家(尤其是爱因斯坦本人!)的看法,以上三个语句无疑都是虚假的。时间实际上是宇宙中一个不可分割的组成部分。正如前面所提到的,时间所持有完全的线性概念捆绑在热力学第二定律中,而后者被许多物理学家视作是整个物理学中最重要的定律之一!如果没有时间作为宇宙里的一个真实的属性,热力学第二定律就会变得毫无意义。

爱因斯坦证明的真理究竟证明了什么?爱因斯坦通过他的相对论说明了时间本身并不是一个绝对量。与此相反,时间和空间却以非常精确的方式紧密地联合在一起而形成了时空。这个时空是一个可以使用的绝对度量 -- 再次,以非常精确的数学方法--来确定不同的位置上不同的物理过程怎样在彼此间产生相互影响。

然而,这并不意味着宇宙中的一切事物都是同时发生的。事实上,爱因斯坦坚定地认为(基于他对方程式,如像E = mc2 的论证),没有任何信息可以超越光速。时空中的每一点受到它仅能与其他时空领域相沟通的限制。一切事物同时发生的所有想法完全违背了爱因斯坦的研究结果。

《秘密》这本书里的这个错误和其他错误完全是可以理解的,因为,事实在于这些都是非常复杂的话题,它们并不需要物理学家完全去理解。然而,仅仅因为物理学家不一定需要完全理解像时间那样的概念,可是这可并不等于,他们对时间并不理解,或者说,他们已经把时间这个概念当作不真实而一笔勾销。他们肯定不会这样做。

转化的时间

对时间概念的理解所表现出来的另一个复杂问题由物理学家李·斯莫林(Lee Smolin)在他于2013年所写的书《时间的更新:从物理学的危机到宇宙的未来》中得到了论证。在这本书中,他认为,科学(像神秘主义者所声称那样)把时间看作是一种幻觉。与此相反,他却认为:我们应该从把时间看作一个基础性的、实际存在的物理量,如果我们这样地认真地对待它,我们就有可能发现随着时间推移的物理定律。如果说,这一呼吁实际上可能会导致物理学基础的新见解,我们可以试目以待。

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