利维坦|关于时间存在的几个质疑

利维坦|关于时间存在的几个质疑
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INSH/PatricColling
利维坦按:
我们所处的这个时代有着一种诡谲性 。 一方面 , 黑格尔放飞了密涅瓦的猫头鹰之后 , 现代哲学更多是兀自兜起了圈子而非如前人般有着果敢、创造性的锐气 , 如赵林老师所言——“继哲学的‘黄昏‘而来的就是精神的漫漫长夜了 。 ”另一方面 , 百年前的物理学天空飘着两朵乌云 , 而经过这一百年间物理学家的努力 , 物理学的天空中飘满了乌云 。 过去的问题悬而未决 , 更多的问题也相继被提出 。
而诡谲之处在于:尽管这两大文化领域(或者说 , 两个我们赖以认识世界的工具)都在某种意义上陷入了“低迷” , 却也明显感觉到两者的延长线在相互靠近 。 关于时间存在与否的讨论 , 关于宇宙诞生之前是什么的迷思 , 都不再是单纯的物理学问题 。 我们期望着这两者在未来会有交点 , 那个交点将会是是关于宇宙诞生、世界本质、人类存在的一切问题答案 。
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让我们先想象一下 , 假设你正在与一名远古穴居人交流 。 你尝试告诉他 , 那个每天他都能在空中看到的太阳 , 其实是同一个太阳 。 而且 , 并不是每天都会有一个新的太阳从大山的另一端升起 , 那个新太阳也并不会每天都坠入大海中 。
“哦是吗?但那一定是个全新的太阳 , 因为它是从这里升起的 , 又是从那里掉下去的!”
穴居人如此反驳道 , 他的双手向着空中伸展开 , 笃定地指着两个相反的方向 。 你却只能对着他默默摇头 。 就在你打算向对方解释地球是如何自转 , 又是如何围着太阳公转之前 , 你终于抛出了这样一句话:“好吧 , 你不妨先抱着开放的心态听听我接下来要说的话……”
关于时间 , 你首先要知道:它并不是真实存在的 。 此时此刻并没有什么与众不同之处;事实上 , 一个宇宙意义上的此时此刻也根本就不存在 。 而且过去与未来在各种意义上也都是同等的 。
而我们之所以认为时光不可逆转地从过去流向未来 , 这不过是因为我们对这个世界知之甚少 , 几近无知 。 我们以为是真理的现象只不过存在于我们的主观感知中 , 那根本就不是客观现实的一部分 。
过去、现在与未来之间的区别只不过是一种顽固而持久的幻觉 。
——爱因斯坦
现代物理让上述言论变得极为可信 , 同时也不留任何反驳的余地 。 在本文中 , 让我们以一个开放的心态审视时间 , 并尝试一起解构时间 。
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牛顿的绝对时间
我们相信时间是全宇宙的普遍现象;换言之 , 在全宇宙范围内 , 时间都是以相同的速度分秒必争地流逝着 。
我们也相信时间是独立的现象 , 它可以仅凭自身且无视其他因素而存在 。
我们还相信 , 时间是单向流逝的;也就是说事物总是从过去迈向未来 , 不能反向经历时间 。
由于时间的本质 , 事物自身绝对的、真实的且数学意义上的时间都是以相等的速度在流逝 , 这不取决于任何外部因素 , 而它的另外一个称谓是时间的跨度 。
——牛顿
牛顿将其力学理论的基础建立在绝对时间的概念上 。 尽管牛顿力学可以被认为是有史以来人类提出过最成功的理论 , 然而到了20世纪 , 这一理论的大坝上还是出现了裂痕 , 从那时起时间的概念也开始丧失掉那一份绝对性 。
至于上面提到的那三个我们对时间传统认知的支柱 , 我们将在下文中以通俗易懂、循序渐进的方式沿着这三个方面去体验时间 , 并最终否定时间 。
时空图(SpacetimeDiagrams)
时间并不是绝对的 , 而是相对的 。 但是每当我们这样说 , 到底什么才叫相对的?
假设爱丽丝(Alice)和鲍勃(Bob)坐在同一家咖啡馆里 。 这时鲍勃接到了一通电话 , 是他妈妈打来的 , 他需要回家 , 于是鲍勃开始沿着一条直线匀速向家的方向走去 。 与此同时爱丽丝仍然保持坐在原处 。
为了避免复杂 , 我们再假设爱丽丝与鲍勃的运动方向只限于一维空间的直线中 , 那么通过建立一个坐标系 , 我们就可以用X轴表示他们的位置 , 并用Y轴表示时间 。 于是我们就得到了一张时空图 , 如下图所示 。
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图1:爱丽丝在其参考系中观察到的情况 。 Medium
这就是爱丽丝在自身参考系中观察到的鲍勃的运动情况 。 但反过来在鲍勃眼中 , 爱丽丝的运动又将是怎样一副情形呢?我们在这里不妨先回忆一些以往的经验:如果我看到你以速度v远离我 , 那么你也将看到我同样以速度v向反方向离去 。
为了得到鲍勃的时空图 , 我们只需要在上图基础上 , 将X轴在每个时间间隔都向左侧逐渐、依次平移 , 同时保持Y轴不变 , 这也被称为错切变换(ShearTransformation) 。 于是在新的时空图中 , 我们似乎看到鲍勃的位置是不变的 , 反而是爱丽丝开始向反方向移动 。 而鲍勃和爱丽丝的运动在时空图中留下的线条 , 则被称为其世界线(Worldlines) 。


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