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时间真的存在吗?

2024-01-11科学

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对于那些为了通过考试而焦急地看时钟,或者为了不错过飞机而赶往机场的人来说,时间是否存在的问题听起来有点不合适。但事实是,人们对这个问题思考了至少3000年,仍然没有得出一个令所有人满意的合适答案。

当物理学家试图走向「万有理论」(涵盖亚原子粒子和大物体)时,事情会变得更加复杂。通常发生的情况是,一旦他们建立了下一个时间方程,时间就不再存在了。如果时间不是宇宙结构的基本组成部分,我们怎么知道它存在呢?

以弗所的古代哲学家赫拉克利特曾经指出,如果我们两次进入同一条河流,我们和河流都不会相同,因为「世界上的一切都在流动,一切都在变化」。赫拉克利特的哲学基于无常和时间的流逝。大约在同一时期,埃利亚的巴门尼德持有不同的观点:世界上没有任何东西改变,一切都保持不变。

艾萨克·牛顿将宇宙视为一个巨大而无情的时钟,它将时间的流逝标记为绝对值,独立于其他一切而存在。

时间是一种幻觉

我们对时间理解的革命始于阿尔伯特·爱因斯坦。在他的广义相对论中,他将时间作为宇宙可变形结构中的另一个维度,这解释了引力;而在狭义相对论中,时间变得有弹性,这取决于观察者的位置和速度,因此「现在」的概念失去了意义。

几十年后,爱因斯坦写道,对于物理学家来说,「过去、现在和未来之间的区别只是一种顽固的幻觉。」

量子力学的出现增加了一个新的论点:在大事物的世界中,我们仍然可以感觉到不对称性,即天体物理学家阿瑟·爱丁顿创造的「时间之箭」。这个「箭头」是从热力学意义上理解的,因为系统的熵(它们的无序程度)沿着我们理解的时钟前进的方向增加。

但在原子世界中,量子力学定律并不依赖于时间:它们既可以向前也可以向后,可以顺时针也可以逆时针,并且没有首选方向。经验告诉我们,当我们离开原子世界进入大物体世界时,时间就产生了。但如果它不是由基本粒子形成的,它是如何产生的呢?

时空连接

在寻找一种能够统一迄今为止独立的大理论和小理论的理论时,结果往往是没有时间。圈量子引力理论(LQG)就是一个例子。与更受欢迎的竞争对手弦理论不同,LQG 从微小的时空环(就像屏幕上的像素)构建了宇宙的马赛克。

2018年,理论物理学家卡洛·罗维利(Carlo Rovelli)出版了一本书【时间的秩序】,他在书中解释了该理论产生的永恒物理学。根据罗维利的说法,时间出现在热力学背景下,但只是作为我们不完整的知识产生的幻觉。「时间是一个衍生概念,它不是根本性的东西。时间之箭无非是熵的增加。我们当然对时间有一种普遍的直觉,但这与明确的物理实验相矛盾,」他补充道。

但是,尽管罗维利认为我们对时间的理解是虚幻的,但其他作者甚至更进一步,认为时间根本不存在。这就是哲学家克里斯蒂·米勒、萨姆·巴伦和乔纳森·塔兰特在他们的新书【永恒:对永恒的哲学探索】中提出的观点。

一些物理学家甚至暗示,否认时间的存在或仅将其定义为一种幻觉,符合某些现代伪科学或神秘运动,这些运动将自己表现为对爱因斯坦话语的歪曲。

毕竟,事实是时间不能被伪造或证明不存在。