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“路易”

 卢易白 2021-10-14

​【时间是人为的感知】卡尔罗·罗维利(Carlo Rovelli)是意大利著名理论物理学家,并且是圈量子引力理论(Loop Quantum Gravity)的奠基人。他的研究领域涉及量子引力、时间、宇宙学等,其中他最为著名的观点之一是时间在基础物理世界并不存在。

在罗维利发展圈量子引力理论之前,爱因斯坦的相对论已经使得传统意义上的时间概念面临巨大的危机甚至崩塌。

既然传统的时间概念面临重重危机甚至崩塌,而圈量子引力理论用来描述世界的基本物理方程又没有时间变量,那么,一个合理的推测便是,或许世界在基础层面上是没有时间的,也就是说时间在基础物理所描述下的世界消失了。

如果世界在基础层面是没有时间的,我们日常经验到的时间特征又是怎么来的呢?是否只是幻象呢?如果是幻象的话,这一幻象又是如何产生的呢?因此,如果罗维利要主张世界在基础层面是没时间的话,他必须要回答的一个问题便是:经验时间 (experiential time)是如何从没有时间的物理世界涌现(emerge)出来的?

在理解经验时间是如何涌现出来之前,首先需要分析经验时间具有的基本特征。我们经验到的时间具有方向性,也就是说我们可以分辨过去和将来,我们可以记住过去发生的事,但没有关于未来的记忆;可以影响未来,但无法改变过去等等。

热力学中的时间方向性体现在熵(entropy)这一概念上。换言之,物理系统的微观构成部分之间的结构在有序度上总是降低的,或者说系统的序总是越来越混乱的。

我们为什么会认为物理系统的无序度总是在增加的。罗维利认为,这是我们总是用特定的视角(perspective)与世界相互作用的结果,即熵增只是我们所处视角的结果,而非世界本身的特征。也就是说,时间方向在于我们,而非在于世界本身。

如果每一种排列都是等价的,那么洗牌使得扑克牌从一种排列变成另外一种排列就无所谓无序度增加了。无序度的增加,更多的只是我们习惯于用特定视角看世界的结果,而非扑克牌本身的无序度在增加。

时间方向并非是我们的精神主观地构造出来的,而是指它是与我们生存的环境相关联的。我们生存的环境只是宇宙的一小部分,使得我们只是与宇宙中所有可能变量的一小部分相互作用,并用这部分变量来描述世界,从而导致我们只是以一种近似的(approximate)且模糊的(blurred)方式理解世界。

正是由于我们处于特定的局域和特定的视角,才使得我们会如同扑克牌例子中那样,会认为熵总是增加的,或者认为过去的熵是更小的。反之,对于宇宙全局而言,从微观世界来看,宇宙所有变量的不同的可能状态都是等价的,从而使得我们描述世界的视角的独特性不复存在,也就不会认为过去的熵更小。

那么,记忆和能动性的这种不可逆的现象(irreversible phenomena)的产生机制(mechanism)又是怎样的呢?

大致地来讲,记忆和能动性都是生成宏观世界信息的机制(我们无法直接认知微观世界);低熵的过去包含了视角从所有可能变量中选取部分变量的信息;记忆和能动性将低熵的过去中储存的信息转变为宏观世界中的可读信息;能动性是能动者在外在的宏观世界留下的痕迹(trace),记忆则是外在宏观世界在记忆系统留下的痕迹。

总之,在罗维利的研究中,尽管物理世界在基础层面是没有时间方向的,宏观视角下的过去熵更小或初始状态的熵更小,使得时间反演不变性被打破,产生了我们所经验到的各类时间方向特征。

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