在宇宙中的某些地方所发生的事件,可能已经历了100万年,但只相当于地球上的人所经历的1秒。然而双方都感觉,时间是正常的。
所以,在不同的地方,观察者体验到的是不同步的时间序列。如果事件发生时的时间流逝速度取决于所在地的重力和速度等因素,那么,如何才能保证大家使用的都是标准恒定的时间这一概念呢?
在回答这个问题时,物理学家着重观察时间在相关物理方程中是否关键,或是否存在,换句话说,就是时间是否已被论及。当时间作为变量时,人们会在 t 前面加上大写的希腊字母Δ。但是,物理学家发现,牛顿定律和爱因斯坦所有理论中的方程,甚至后来的量子理论,都是以时间对称(Time Symmetrical)为基础的。时间不扮演任何角色。不存在向前运动的时间。因此,许多物理学家据此宣称,时间是不存在的。
例如,2010年,克雷格·卡伦德(Craig Callender)在《科学美国人》( Scientif i c American )上这样写道:
此时此刻总是让人感觉特别,这是真的。不管你能记得多少过去,抑或预测多少未来,你都活在当下。当然,你读这个句子的那一时刻不会再有了,而正在读这个句子的当前时刻还在。换句话说,我们感觉,时间仿佛在流动。从这个意义上说,当前时刻正在不断更新自己。我们有深刻的直觉,未来是开放的,直到它成为现在,而过去已经固定了。随着时间的流逝,这种固定的过去、即时的现在和开放的未来组成的时间结构被及时地向前推进。这种结构根植于我们的语言、思想和行为中。我们的生活方式紧紧依附于它。
然而,就像这种思维方式一样自然,你会发现,科学并未对此做出任何反应。物理方程没有向我们展示,此时此刻正在发生的是哪些事件。方程就像一幅上面并没有标注“你在这里”符号的地图。物理方程不包含此时此刻,因此,也不包含时间的流动。此外,阿尔伯特·爱因斯坦的相对论表明,不仅没有单一的、特殊的现在,而且所有的时刻都同样真实。
对于以上观点,哲学家普遍表示认同。毕竟,过去只是一种选择性记忆。你和我对同一事件的回忆会有差别。两种记忆都仅仅来自此时此刻你的脑细胞和神经元放电所产生的信号。如果过去只能出现在这里,出现在此时此刻的一个想法在未来也只是严格意义上发生在现在的概念,那么,对于我们来说,似乎除了现在,就没有其他什么了。一直以来,都是如此。因此,是否真的有过去和未来的存在?或许,过去和未来与当前时刻都只是一个连续的统一体吗?
这种辩论早已有之。正如我们看到的,一些古典希腊作家相信宇宙是永恒的,没有起点。没有起点就意味着宇宙拥有无限的过去,那么,时间就显得毫无意义。毕竟,宇宙的永恒,从根本上来讲,不同于“没有终点的时间”(Time Without End)。甚至早在公元前5世纪,诡辩家安蒂丰(Antiphon)就在其著作《论真理》( On Truth )中写道:“时间不是实体,而是一个概念,或一种量度。”
出生于希腊埃利亚小镇的巴门尼德(Parmenides)在他的诗《论自然》( On Nature )中支持这种论调。在《真理之道》( The Way of Truth )一节中,他把实体称之为“是什么”(what-is),并认为实体是一种存在,而存在是永恒的。他称时间为一种幻象。
不久之后,也是在公元前5世纪的埃利亚小镇,著名的芝诺(Zeno)提出了那些不朽的悖论。下一章将对这些悖论做详细分析,并阐述如何区分思想和数学的概念领域(The Conceptual Realm of Ideas and Math)与实际的物理世界。这将解决那个古老的、不断烦扰我们的龟兔赛跑悖论。多年以来,这一悖论已经成为人们心中的“痛”,一旦提起,就会感到“备受折磨”。芝诺也向我们展示,无论时间还是空间,都不是实际的物理实体。
对于永恒,希腊人的冥想是松散的,与此形成鲜明对比的是,中世纪的神学家和哲学家倾向于认为,只有上帝是无限的。对他们而言,上帝的创造物宇宙,确实有有限的过去,有诞生的具体时刻和设想中的终结日(Expiration Date)。通过推理,他们认为时间是宇宙的一部分,因此时间本身也是有限的。
这句话充满了哲学思辨的意味。尽管这样的辩论今天仍在继续,但只说明了一点:大众认为的时间的真实性,仍然受到那些有过多闲暇时间思考此类事情的人的严重质疑。对我们来说,更重要的是,时间的真实性甚至也被主流科学所怀疑。时间问题是我们理解存在、死亡,以及我们与宇宙之间真实关系的第一把钥匙,而在我们更加努力地为时间问题寻找最终答案时,只有科学是我们要继续追寻的。
我们必须转向科学中唯一可行的研究点,即假定时间必须具有方向性:热力学第二定律涉及一个叫作“熵”(Entropy)的概念,这种从有序到无序的自然倾向使时间的“箭头”或方向成为必要。如果这样的箭头存在,时间就是一个真实的存在。这就意味着你生命的剩余时间会令人不安地在滴答声中逝去,并且一去不复返。
我们最好尽快把这个问题弄个水落石出。我们将召唤那些真正能够清楚地解释这究竟是怎么一回事的人。接下来,我们会先请出古希腊的巴门尼德和芝诺,尽管当时的世界与我们的现代世界非常不同;然后是那位生活于19世纪、才华横溢、令人着迷但最终又颇具悲剧色彩的路德维希·玻尔兹曼(Ludwig Boltzmann)——在当时的欧洲,所有的物理系学生都对他的名字耳熟能详。