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人类真的只创造了计时工具，而不是时间本身吗？ 千百年来，人类发明了各种计时工具来测量时间，从最早的日晷（gui）、机械钟、摆钟到近代的原子钟，人类不断提高时间测量的精度。随着时间的推移，越来越多的人开始追问和探索时间的本质。然而，人类开始意识到时间这个概念并没有大家想象中那么简单，时间这个概念一而再，再而三刷新人类的认知，至今为止依旧存在未解之谜。 时间的本质是什么？ 著名的古希腊哲学家亚里士多德是最早追问时间本质的哲学家之一，他认为时间是运动变化的表现，对他而言时间只是运动的记录。如果世间万物没有运动和变化，那么时间这个概念就不存在了。举个例子：每个时钟都有活动部件，如果没有运动，我们也测量不了时间，有了运动和变化，我们才能测量时间。也就是说，世间万物的运动和变化是比时间更本质的存在，这似乎意味着时间仅仅是人类创造的概念，而时间本身并不存在。亚里士多德的时间观影响了很多哲学家和物理学家，他的时间观放到现在也毫不过时。 在亚里士多德的基础上，牛顿把时间给坐标化了。牛顿认为需要四个坐标或四个数字来定义某个事件，而这四个坐标分别为三个空间坐标和一个时间坐标。举个例子：约人吃饭，我们需要告诉对方约会的地点和时间，这才是有意义的。对牛顿而言，时间仅仅是对宇宙某一时候的标签，从某种意义上来说，牛顿的四个坐标系统也属于四维时空。此外，牛顿也把时间给数字化了，在牛顿的力学理论中，牛顿把时间视为背景参数来描述物体的运动和变化规律，牛顿认为时间是绝对的。也就是说，时间是不受环境影响的独立存在，牛顿的时间观影响深远，并在很大的程度上沿用至今，统治了几个世纪。 直到20世纪初，爱因斯坦提出了狭义相对论，牛顿的时间观才真正的受到挑战，在相对论中，爱因斯坦把时间当成第四个维度，时间与空间共同组成四维时空，这意味着时间与空间是互相联系的，不是互相独立存在的。爱因斯坦认为时间是相对的，时间会受到观测者的运动和重力场影响，小至基本粒子，大至宇宙本身，无数的实验已经证明了相对论是正确的。不过，虽然相对论经得起实验的推敲，但爱因斯坦的时间观还是引起了一些列的问题和争议，有些问题至今尚未解决。 关于时间还有不少哲学观点，比如现在论认为“现在”是真实存在的唯一时间，过去和未来只是我们对它们的认识、是幻觉；而永恒论或块宇宙论认为现在、过去和未来都是同样真实的，即过去、现在和未来已经是同时存在了，这也意味着未来已经注定了。而增长块宇宙理论认为过去和现在是真实存在的，而未来还没存在，是开放式的、是随着时间增长的。 这些哲学观点对物理是有帮助的，总的来说，尽管物理学家和哲学家对时间的认识存在差异，但他们都认为时间是一种重要的概念，对于理解宇宙、生命和人类存在具有重要意义。 从其它几个角度来看时间的本质！ 量子物理学角度：根据量子物理学的观点，时间被认为是一个连续的流动，而不是一个静态的实体。量子力学中的时间演化是通过薛定谔方程来描述的，它描述了量子系统随时间的演变而变化。量子物理学还提出了一种可能性，即时间可能是离散的，而不是连续的。这意味着时间可能由一系列离散的时间点组成，而不是一个连续的时间流。 把一个电子放在某个坐标点上，什么都不做，这个电子就会像波包一样自发地慢慢散开，最终变成一个平面波。请注意，这不是什么惯性或者熵增，整个过程中能量也可以保持不变。这是电子有动能，它总是倾向于跑动起来。即坐标算符没有本征态，它只能去找动量的本征态。 再本质一点，常规做法是引入一个环境作为“催化剂”，也就是这个环境可以跟电子没有任何相互作用，没有任何纠缠，它只要存在，就能证明电子会自发地从非对称态去到对称态。这个催化剂作用是目前我知道的最自发的动力学行为，它甚至不需要环境做任何事，待在那就行，比微扰论的要求还低，当然比熵增的要求更低。顺便提一下，经典热力学的熵增过程是没有时间自由度的，熵增是从一个平衡态到另一个平衡态，量子的非绝热过程是另一回事，别搞混了。 粒子一旦多了以后，熵就开始扮演角色，有一些离域倾向会被阻滞，我们通常把这个阻滞因素叫做相互作用。比如原子核对电子的相互作用，导致电子被捕获，无法再离域。于是，粒子与波动的反复竞争，形成纷繁复杂的物质世界，动态的变化一直发生，有一些变化被人类感知，于是写下了那个叫时间的自变量。 最初，力学家们注意到了宏观物质会有自发做匀速直线运动的倾向。时间作为最先验的自变量被引入来刻画这样的运动过程。假设一个物体在从左向右运动，你可以把它想像为，右侧第一排的原子先动，然后拉着第二排、第三排依次往前走。后排的原子跑到前排原子之前的位置，由于相互作用，会导致前排原子波函数坍缩，重新局域到更前面的位置。由于只有最右侧的原子再往右离域或扩散是没有阻滞的，所以就形成了向右的定向匀速运动。从粒子物理的角度，相互作用是通过对玻色子的吸收和释放来完成，原子之间到底吸放了什么还不知道，或许就叫它声子吧。 从海德格尔哲学角度：在海德格尔的哲学中，时间被理解为存在的一种方式。他认为时间不仅仅是一个客观的测量工具，而是人类存在的一部分。海德格尔主张，时间是在人类存在的过程中被体验和理解的，它与人类的存在和意义紧密相关。时间被视为人类存在的一种特殊方式，它塑造了我们的生活和体验。 从老子道德经角度：老子在道德经中提到了“道”，并将其视为宇宙和万物的根源。道被认为是无始无终的，超越了时间的限制。在老子的观点中，时间被视为相对的和有限的，是人类所创造的概念。他强调了超越时间的境界，认为人们应该追求与道的联系，超越时间的束缚。 从周易角度：周易是中国古代哲学中的重要经典之一，其中包含了对时间的一些思考。周易中的“易”指的是变化，它认为时间是不断变化和流动的。时间被视为一种力量，它影响着万物的变化和发展。周易还提到了“天时”，指的是宇宙的自然规律和时间的秩序。时间在周易中被视为宇宙秩序的一部分，与人类的行为和命运密切相关。
从原始佛教角度：在原始佛教中，时间被视为无常和无常性的表现。佛教强调一切事物都是无常的，包括时间本身。时间被认为是一个无始无终的循环，不断地变化和流动。佛教教义中的“缘起”观念认为一切事物都是相互依存和相互作用的，时间也是其中的一部分。佛教的观点强调了超越时间的境界，追求解脱和无常性的认知。 从脑科学角度：脑科学研究了时间知觉和时间感知的神经基础。研究表明，大脑中的神经元网络参与了时间的编码和感知过程。时间的感知是通过大脑对外界刺激的处理和整合来实现的。脑科学的研究揭示了时间知觉的复杂性和多样性，以及时间在认知和行为中的重要作用。 从心理学角度：心理学研究了个体对时间的感知、体验和利用。时间感知是个体对时间流逝的主观感受，而时间体验是个体对时间的主观理解和评估。心理学研究表明，个体对时间的感知和利用受到认知、情感和社会因素的影响。个体的时间观念和时间管理能力对其生活质量和幸福感有着重要影响。心理学的研究帮助我们理解时间对个体行为和心理状态的影响，以及如何更好地管理和利用时间。 时间是怎样的存在？我们来看美国人做的一个试验。 1989年，美国为了证实时间是否存在，特意让一名少妇在封闭的地下洞穴内，生活210天，结果三个月后工作人员发现她双眼呆滞，面容憔悴地坐在角落里…… 时间到底是什么？我们都知道，判断时间全世界有个通用的方法那就是白天和黑夜，那如果有一天白天和黑夜不存在了，那人类还能感知到时间的存在吗？ 在上个世纪80年代末，美国NASA的科学家专门进行了一次实验。他们计划将一个正常人，关进一个没有任何钟表设备，也无法与外界沟通的房间内，观察其行为以及习惯，看他是否还有时间观念，整个实验过程计划开展210天。NASA之所以会提出这样一个计划，原因也很简单，未来某一天，人类如果真的飞出太阳系，那么宇航员的时间还会存在吗？ 他们很快就开始招募志愿者，许多人在听完实验要求和条件后，便直接拒绝了，210天不与人交流，这太困难了。但一个名叫艾莉森的妇人，却非常兴奋地报名参加了这个实验。 经过一段时间的调整，艾莉森的身体状况达到最佳，她也在这一天走入NASA提前搭建好的实验室。实验室位于地下，更像是一个洞穴，里面除了必要的生活物资和床铺之外，还有几个书架，这是艾莉森要求放置的。在她看来书籍是治愈一切的良药，可以帮助他度过这210天的枯燥生活。随着实验室大门关闭，这个长达210天的实验正式开始。 NASA还专门邀请了医疗专家以及心理学家一同参与这个实验，他们需要通过监视器，观看艾莉森的行为，从而分析她此时的状况。实验开始第一周，工作人员发现，艾莉森的生活还算规律，什么时候起床什么时候睡觉与外界的时钟没有太大区别。心理专家通过监视器观察艾莉森的表情，认为艾莉森的情绪此刻非常平静。 又过了一周工作人员发现，艾莉森的生物钟明显出现了问题，她起床时间变早了，睡觉时间却变晚了，有的时候她甚至不知道该不该睡觉。这时从她的行为举止中可以明显看出，她有些暴躁，在前一周，她还可以正常看书，结果这一周，书也看不进去了。随着时间的推移，艾莉森的情况越来越差，她的生物钟已经彻底没了。 她出现了整整48个小时，忘记睡觉和吃饭，整个人的精神面貌也非常差，工作人员担心她的身体情况，提醒她是否需要结束，艾莉森还是选择继续坚持。随着实验时间越来越长，艾莉森出现的情况也越来越严重，心理学家在分析她的行为和面部表情时，认为这个实验应该快要到艾莉森的极限了。 从艾莉森走进地下实验室已经过去了3个月，工作人员经过商讨和判别，认为艾莉森必须马上停止实验了，否则会有生命危险。当工作人员打开地下实验室的大门时，艾莉森面无表情地蹲在角落里，双目无神，任由工作人员怎么叫她，都没有得到回应。 无奈之下，工作人员只好先给她打了一针镇静剂，让其睡了一觉，随后把送到医院接受检查和治疗。检查结果显示艾莉森身体上没有什么问题，只是休息不足导致的虚弱，但是她心理上出现了不小的问题。特别是生物钟的紊乱，让她很难与外界进行有效沟通，NASA找了很多心理专家才勉强缓解了这样的一个情况。 在艾莉森休养了一个月之后，她才恢复正常，NASA工作人员这才开始询问艾莉森实验过程中的具体感受。艾莉森表示，在刚开始的那一段时间里，她还可以很好的控制作息，身体也没有任何不适。可随着时间推移她的身体开始出现许多不适，她本人也察觉到生物钟出现紊乱，但没有办法调整。 到了后期，整个人出现了很严重的心理问题，没有任何时间观念，只有在特别疲劳的情况下才能睡觉。经过这样一个三个月的实验，NASA的工作人员如今也对时间有了一个更深的了解。时间这个东西虽然看不见，人的生物钟是随着昼夜的变化而变化的，是人类生活所必需的，否则很容易会造成难以挽回的后果。 人类理想中的时间是怎么样的？ 著名意大利物理学家卡洛罗威利，在他的书籍《时间的秩序》里总结了人们普遍认为时间具有的六大特性。 ①独立性，时间是独立的。时间不会受到外部影响，或者说时间不可能阻挡，没人能回到过去、穿越未来，或者把时间停下，所有生命最终会老化合走向死亡，在无情的时间面前，人类显得非常无力。 ②统一性，时间是统一的。在时间面前人人平等，全世界的人拥有的时间是匀速的，时间都是长短一致的，没有人能在一天内比别人多一个小时。尽管时间是统一的，但人们对时间流逝的感知是因人而异的，而这现象是被生理和心理因素影响的。 ③同时性，时间是同时的。如果我们认为两个事件是同一个时刻发生的，你的室友在吃早餐，以及距离地球一亿光年的超新星爆发了，虽然你看不见这些事情同时发生，但你坚定地认为这些事情是同时发生的，只是光子需要一些时间到达自己的眼睛，这相当于站在上帝的角度来观察宇宙中多有事件的发生。
④方向性，时间是有方向的。时间的方向不能逆转，时间只会恒定的从过去流向未来，这也导致了时间能区分过去与未来。过去与未来是不平等的。 ⑤连续性，时间是连续的。时间是一个不断流动的连续过程，没有任何间隔或空洞，在数学上，时间被视为一个连续变量，我们可以使用任意精确的数值来表示时间。 ⑥确定性，时间是确定的。时间的流动总是按照固定的顺序进行。事件发生的顺序是唯一确定的，而且事件的结果是唯一的，所以所谓的平行宇宙并不存在，换句话说，宇宙从起点到终点的时间线只有一条。 以上是时间的六大特性，而且这套时间观非常符合我们对时间的直观感受，至少在我们的日常生活中，这六大特性是正确的，就因为时间具有这六大特性，人类才能制定一个时间标准，建立起相当稳定的社会，一旦时间这个概念变得复杂，那么全世界就乱套了。 如果存在外星文明，他们会有时间这个概念吗？物理学家们的答案：不一定！这是因为人类通过观察自然界中的循环事件，才创造了时间和计时工具，并对时间制定了理想化的标准。假设秒的定义是地球自转一周时间的八万六千四百分之一，如果你告诉别人你上课用了6个小时，那么你实际上是在说，我上课用了地球自转四分之一周的时间，这似乎意味着时间只是个换算中介。不仅如此，从伽利略的时代开始，时间这个概念就已经被抽象化和数学化，并间接导致时间这个概念一步步走向衰落。 直到近代，物理学家们发现量子引力的基础方程并不包含时间这个变量，这意味着时间不是宇宙中最本质的存在。 对于时间的本质，我支持“增长块宇宙理论”：时空总是随时间流逝而增长，随着现在的继续，新的片段被添加，之后永远地滑向过去。重要的是，因为在涨块理论中，未来的片段还没有被创造出来（只有当未来成为现在时才会被创造出来）所以未来事实上并不存在。它过去的每一秒都在出现，但我们不能说在任何时候未来已经存在。这就好像我们在一列失控的火车上，但轨道只是在我们通过它之后才铺设的。但增长块宇宙理论自身仍然存在一些问题。它很好地解释了过去，并认为我们有足够清晰的证据证明过去存在：由因果关系，过去的事件直接影响现在。但是，它对现在的描述存在质疑。 我们确切地知道现在存在，因为我们永远处于这个状态。但是我们如何准确地定义“现在”？还有，我们如何测量这些所谓的时空片段？“现在”是一秒钟？一分钟？一整天？又或者它比任何一个都小得多？曾经记录的最小的时间单位是飞秒，定义为十亿分之一秒的万亿分之一。那么，“现在”的定义是这么小吗？还是更小？ 它是如此小以至于尽管它是我们连续不断的现实，但实际上我们无法感知？不幸的是，这个问题并没有答案……假如我们认为自己活在一飞秒一飞秒的时间里，那么现在就突然变成一个极其脆弱的东西。但是，也许你并不信服块宇宙或者增长块宇宙理论？那样的话，你可能更偏向当下主义。对于一个现在主义者来说，我们只会感知并存在于当下。你所经历的每一个瞬间都是现在……因此，那是我们可以实实在在地认识到的唯一的时间维度。 然而，当下主义比涨块理论走得更远，因为它直截了当地宣称过去也不存在。当然，考古学和历史学证据表明过去是真实存在的，但是对于现在主义者来说，因为恐龙现在不存在，所以他们根本不存在。 现时论主义没有像块增长宇宙论那么轰动一时，主要由于这种非常规信念站不住脚，甚至经不住另一些时间哲学家的简单审视。无论我们怎么理解时间，我们知道恐龙存在过，或者昨天发生过，现时论无法解释。 不管是你个人赞同这些观点，还是你完全相信其它的时间本质的观点，我们至少有些科学信条来帮我们理解时间，以一些时间能够呈现的奇特方式。时间似乎过得飞快，当我们过得很愉快时，但如果我们在等待什么，时间似乎就过得很慢。对于两个人，在同一时刻，会觉得时间好像过得快慢不一，未来好像就在眼前或者很遥远。 在这里时间是以不同的速度流动吗？它是否比我们所了解的其他模型更流畅？也许那些现在的片断，在增长的块状宇宙中不断增加，但在某种程度上这是不均匀的？也许我们每个人都经历了不同大小的时间片段，由任何数量的变量决定——比如心情，过去的经验，或者年龄。同样，目前我们不能量化这些片段是如何形成的。 但是，在极限条件下研究时间，宇宙中有些地方甚至根本不存在时间：比如黑洞内部。黑洞不仅扭曲了它们周围的空间，也扭曲了时间本身......一直到它们的奇点。根据一些理论，如果你陷入一个奇点，你将见证那个特定时空点的全部历史。 未来将会摆在你面前，有可能一直到宇宙的尽头。当然，如果你真的发现自己处于这种境地，你将永远无法逃脱，也无法告诉别人这件事。而且你不需要看到过去或未来就知道你自己已经死了。但是，从纯粹假设的角度来看，这种经历将再次暗示未来确实存在。 然而，科学和哲学都无法真正确定未来的存在。我们仅仅知道未来至少会发生，我们可以计划和预测它。我们知道，明天太阳会升起，而且从现在开始的每一周，每一个月，以及几十亿年来的每一天，太阳都会升起。我们也相信，太阳最终会成为一颗红色的巨星，并把地球烧毁......所以，如果我们接受“宇宙增长块的理论”，那么现在这些特定的片段确实非常重要。归根结底，任何理念、模型或理论都与未来是否会到来的事实无关。但是我们现在所做的事会影响接下来发生的事。关于未来是否存在，有很多种解释，但它总是近在眼前。 根据时间的增长块状宇宙理论，“过去”和“现在”都存在，而“未来”尚未存在。“现在”是一种客观的性质，可以比作一个移动的聚光灯。随着时间的推移，世界越来越大；因此，块状宇宙可以说是在增长的。块状的增长应该发生在“现在”，一个非常薄的时空片段，更多的时空在不断地形成。日益增长的块状理论不应与块状宇宙理论相混淆，也称为永恒论。日益增长的块状观是永恒论(过去、现在和未来都存在)和现在论(只有现在存在)的替代品。 以上这些说法是我之愚见，诸位姑妄听之吧。 |
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