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时间不是真实的?「时间卡片」思想实验如何挑战我们对现实的理解

2024-07-07科学

爱因斯坦的相对论与麦塔格特的逻辑论证共同质疑了时间的真实性,它们提供了不同的但尚未得出定论的方法来理解时间。

现代物理学暗示时间可能只是一种错觉。例如,爱因斯坦的相对论提出宇宙是一个静态的四维块体,其中同时包含所有空间和时间——没有特别的「现在」。

对于一个观察者来说的未来,对另一个观察者而言却是过去。这意味着时间并不像我们体验的那样从过去流向未来。

通过逻辑挑战时间

这与量子力学等其他物理学领域中时间的概念化方式相冲突。那么,时间究竟是不是一种幻觉呢?一种方法是尝试仅凭逻辑证明时间的不真实性。

1908年,英国哲学家J.M.E.麦塔格特发表了一篇论文,认为我们或许能仅凭逻辑思考就能推断出时间的非现实性。

思想实验:时间卡片

想象有人给了你一盒卡片,每张代表一个事件。一张卡片描述的是2024年,另一张是维多利亚女王的逝世,还有一张是2026年的日食。卡片被混在一起。你被告知要以某种方式排列这些卡片,以代表时间。你会怎么做?

第一种方法是使用麦塔格特所称的「B系列」。你选择一张卡片并放在地上。然后从盒子里再取出一张,并与已经放在地上的卡片进行比较。如果更早,就放在左边;如果更晚,就放在右边。

例如,维多利亚女王的逝世位于2026年日食的左边。2024年在2026年日食的左边,但在维多利亚女王逝世的右边。你重复这个过程,直到形成一排卡片,任何两张卡片之间都存在早于或晚于的关系。

B系列的静态性质

当你坐在那里看着 完成 的排列时,你会发现缺少了一些东西。卡片的排列是静态的。一旦卡片就位,它们的顺序就不会改变。但是,正如麦塔格特坚持的,没有变化就没有时间。

时间本质上是对变化的度量,即使是在物理学中也是如此。它通常被定义为封闭系统中无序程度(熵)的增加。以一杯热咖啡为例。当它冷却时,熵会增加。你可以通过咖啡的温度大致判断它放置了多久。任何测量时间的设备,如钟表,都依赖于变化(滴答声)。

记住,你的最初任务是按照代表时间的方式排列卡片。但你最终得到的是不会变化的东西。说时间本身不变化似乎很奇怪。所以B系列无法捕捉时间。

A系列:时间的动态方法

然而,还有另一种选择。你可以重新开始,尝试使用麦塔格特所谓的「A系列」排列卡片。你创建三个整洁的堆——左边堆放描述过去事件的所有卡片,如维多利亚女王的逝世。中间堆放正在发生的事件,如2024年。右边堆放将来发生的事件,如2026年的日食。

与B系列不同,这种排列不是静态的。随着时间的推移,你需要将卡片从右边(未来)堆移到中间(现在)堆,再将中间堆(现在)中的卡片移到左边(过去)堆,它们将永远留在那里。所以这里显然有变化发生。这意味着A系列描述了时间吗?

A系列的逻辑困境

根据麦塔格特的说法,A系列是循环的。你的手将卡片从左边堆移动到中间堆,然后再移动到右边堆,这个过程本身就是在时间中发生的。

你需要处于时间之中才能执行这种排列。但时间正是你要捕捉的东西。换句话说,你需要先有时间才能描述时间。这是循环的,而循环违反了逻辑。

让我们总结一下。B系列排列无法描述时间,因为它的任何方面都不会改变。而变化是时间所必需的。因此B系列行不通。A系列确实发生变化,但不幸的是,它是循环的。所以它也不行。既然两者都不行,麦塔格特得出结论,时间不可能是真实的。

一个世纪后,哲学争论仍在继续

一百多年后,哲学家们仍在寻找解决方案。一些被称为「A理论家」的人试图以非循环的方式定义A系列。

其他人,被称为「B理论家」,接受B系列描述现实的观点,并声称麦塔格特要求系列发生变化是错误的。也许时间就是一系列事件的线性排列。

还有「C理论家」走得更远,他们说卡片的排列甚至都没有从早到晚的方向。

2024年介于维多利亚女王逝世和2026年日食之间。但我们习惯于认为维多利亚女王的逝世发生在2026年日食之前,而不是相反,这可能只是习惯问题。就像给篱笆上的木板编号:你可以从任何一端开始。篱笆本身没有方向。

我还没有被他们中的任何一个说服,也许有关时间的思考方式根本就不同。归根结底,时间会告诉我们答案。

无论谁是对的,麦塔格特能够在没有任何科学发现的情况下启动这场辩论,纯粹通过逻辑思考问题,都是 令人惊叹的

改编自最初发表在【对话】(The Conversation)杂志的文章。