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时间的感悟

 悦读读书 2020-08-04

作者:Roger


时间也许是我们这个世界最大的奥秘。

我们栖居于时间之中,聆听时间的流逝。物理学能帮我们穿透迷雾,探知世界的真相与我们感知的有多么不一样。

我们先人感受到天圆地方,实则是球体悬于太虚;人类天天看日升日落,花费了数千年后才最终明白,运动的并非太阳,反而旋转的是我们脚下的星球。

天文学观测星体的运动;物理学描述事物在时间中被改变运动状态,伽利略设立运动参照系,牛顿奠定经典物理学的方程,麦克斯韦描述电磁现象的麦克斯韦方程组,描述量子演化的玻尔理论薛定谔波动方程,狄拉克描述亚原子粒子动力学的量子场论方程,整个物理学愈走愈远,逐步深入世界的本源,但一直都在时间的法则之内。

然而,在爱因斯坦的广义相对论里,时间丢失了统一性。方程告诉我们世界不存在单一的“时间”,而是有无数时间。时间并不是均一地流动着,时间在较低位置比较高位置要少,一块静止的手表和一块运动的手表,时间是不同的,一些地方时间流逝得比另一些地方慢一些。

两个事件之间经历的时间并不是相同的时间,宇宙中并不存在可以定义的“共同时刻”。钟表度量的是时间么?不,钟表度量的只是它自己。

佛家讲三世佛——过去,现在,未来。现在佛最重要,佛祖告诉我们应该活在当下。

然而,物理学中的”现在”只是我们感知上的幻觉,时间连方向性都不一定有。时间不是一条单向线,而是两端有着不同的箭头,时间居于何处?在世界的底层运行机制中,现在和已经存在的过去,与尚未到来的分界在哪里呢?

人类已知的世界规律中,唯一一条能够把过去与未来区分开的物理定律就是热力学第二定律,热量总是从高温物体传到低温物体。其他任何一条定律都无法做到区分过去和未来。

科学家以“熵”为名,定义了大宇宙的“熵增定律”,这个显示熵流动的方程,也显示了时间的流动,也许就隐藏着整个世界的秘密。从亚里士多德、到牛顿、到爱因斯坦——巨人们引领我们更深入理解时间与空间,对世界的认知逐步深入,时间这个变量本质是描述世界的变化,是引力场变量中的一个,但在我们的宏观尺度上,无法记录微观粒子的位置运动和涨落。

物理法则并不讨论“原因”,只讨论规律。在描述世界本质的物理法则中,过去与未来、原因与结果,之间的区别原来并不存在。

我们不止一次惊叹于宇宙太阳地球生物到人类造物的诞生,宇宙竟有如此多神奇的巧合,大概只有神才能解释这一切,但,也许神奇的巧合都源于我们自己把因果关系搞反了:不是羊长在了爱吃羊肉的蒙古,而是在有羊的地方,人们才爱吃羊肉。

可惜我们的语言体系不足以清晰表达这种划分和构建,只有依靠数学的语言才能诠释完整的世界。

这是哈勃望远镜拍摄的一张照片,其范围相当于我们看到一百米外的一个网球大小的面积,整个星空是它的2400万倍。


爱因斯坦说,“过去、现在与未来之间的区别只不过是持久而顽固的幻觉。”

这是爱因斯坦在一生好友米凯莱去世时,写下的安慰他的亲人的一段话,其中也许并没有涉及物理学所谈论的时间,反而是包含着爱因斯坦自己对生命的感悟:短暂,易逝,脆弱,充满幻觉。爱因斯坦在这段话中谈到的东西其实比时间的物理本质还要深刻。

宇宙的奥妙如此深邃,我们如此渺小,无法穷尽。量子力学的平行多宇宙说中,在茫茫如恒河沙数的宇宙里,也许总有一个我,能看清世界的奥妙,平心静气面对世界的变幻无常。


作者简介


Roger

理工男,科技史爱好者,博物爱好者,科普爱好者。保持谨慎乐观看世界,中正独立的终身学习态度。



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