时间不是什么?

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这两天又看了一本书,名字叫《时间的秩序》。想了解一下,这个既简单又深奥的问题,时间到底是什么?不过看了半天,也只看到作者讲的时间不是什么,打破了一些很长久的思维定势。不管怎样还是很有启发的。
首先我们通常认为的时间是什么样子的呢?就我们日常生活中的经验来说,第一,时间应该是均匀流逝的。对每个人都一样。一具有名的鸡汤文是这样说的,“时间是最公平的。一天对富豪来说是24小时,对普通人来说也是24小时。”第二,时间是从过去流向未来,单一的方向流动的。第三,就是时间是独立于万事万物独自存在的,即使空间中什么都没有,时间也是在继续流逝。你觉得我说这三点对吗?其实用现代物理的观点来看,这三点全部都是错的。

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质量使不同的地方,时间流逝的速度不同

第一时间并不是均匀流逝的。就地球上来说海拔低的地方时间流逝的比较慢。海拔高的地方,时间流失的就比较快。这是因为地球巨大的质量使时空发生了弯曲而造成的。现在随着《星际穿越》这类科幻影片,将科学理论引入了流行文化。这一点接受起来倒也并不难。在电影《星际穿越》中,男女主角去距离黑洞很近的一个星球考察了几个小时。等他们返回太空站却发现他们。和他们一同出发的同伴已经老了20岁。因为黑洞的质量更大更集中,所以它周围的时空弯曲的更厉害,在接近黑洞的空间上时间流逝变慢的现象就变得非常的明显。

第二时间只能从过去流向未来这一个方向运动吗?其实任何物理定律,不管是牛顿的运动定律还是爱因斯坦的相对论,甚至量子力学。都没有限定时间,只能朝一个方向运动。如果你把一个物理过程按时间反向播放。就像倒放影片那样。你去单独考察其中的每一个细节,他们仍然是符合物理定律的。比如你把球扔出去撞到墙上,又弹回来接住。这个过程你不管正放还是倒放,你可能都不会觉得有什么特别的异样。但是物理学中有一条定律。限制了时间只能朝一个方向流动,这个定律就是热力学第二定律。即熵增大定律。一个封闭的系统,随着时间的演进,它的无序程度会变得越来越大,而不会减小。诺兰的新片《信条》里面也出现了这个熵增的概念。不过用无序来定义熵,其实是科学家一个偷懒的比喻。无序本身就是很主观的事情。比如一个程序员的工作间,在另外一个人看来是堆的乱七八糟的。但是对在这里工作的那个程序来说却是有序的,他可以随时找到自己想要的东西。如果有好心人帮他收拾干净了,对他来说反而更麻烦了,他就会总也找不到自己想要的东西了。所以在物理学中熵的精确定义是一个宏观状态对应的微观组合数量的多少。比方说一个很乱的房间,一双拖鞋一只被放在窗台上,一只放在床底下。和一只放在脸盆里,一只放在书桌上。这两种状态对我们来说都没有什么区别,我们甚至不会注意到,对我们来说,这两种状态都对应了一个宏观的状态,就是这间房间很乱。所以时间在流逝,只是由于我们分不清具体的细节造成的幻象。

第三时间是独立存在的吗?我们现在的观点很大程度上是牛顿给我们灌输的,在他看来时间和空间是独立存在的,就像一个舞台。而各种物质就在这个舞台上表演。如果所有的演员都走了,还有一个空空的舞台在那里。但是很久以前亚里士多德认为,时间只不过是变化的度量,如果没有变化,时间也就不存在了。这么说在真空中一定不存在时间,因为不可能无中生有,无和无之间是没有变化的。但事实上真空可能也是不存在的。一个空瓶子是空的,但是里面有空气。如果把空气抽干净,里面就是真空了吧?其实也不是。根据量子理论,即便把空气抽空了,里面还是存在着各种各样的场。这些场在不停的涨落,在很短的时间内产生出正反粒子,然后又相互湮灭。所以一个被抽空的瓶子里面也是在不断发生着变化的。而时间就是依靠这些变化,才能显示自己的存在。
真空中的量子涨落

真空中的量子涨落 来源:维基百科

也许在宇宙大爆炸之前存在真正的无。也就是人们经常问的在宇宙大爆炸以前是什么样的呢?也许答案就是在那以前没有变化,时间不存在。时间是从宇宙大爆炸的那一刻才开始的。

其实时间是什么,世界上最聪明的头脑们也没有想明白。就更别提我们这些普通人了,不过有时候思考一下这些深奥的问题,体会一下细思极恐的奇妙感觉也是挺有意思的。



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