時(shí)間流逝是幻覺嗎?

在愛因斯坦的廣義相對(duì)論里,時(shí)間流逝只是一個(gè)幻覺,過去和未來的定義則取決于觀測(cè)者。然而這顯然違背直覺,但如何反駁呢? 

喬治·埃利斯認(rèn)為愛因斯坦走得太遠(yuǎn)了——未來還未定。
喬治·埃利斯(George Ellis)并不害怕對(duì)抗權(quán)威。作為開普敦大學(xué)的宇宙學(xué)家,埃利斯把自己的目光放到了更為抽象的事物上:時(shí)間本身的流逝。
 
阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)在20世紀(jì)早期首次提出,傳統(tǒng)理論認(rèn)為的時(shí)間流逝只是一種錯(cuò)覺。過去和未來之間并沒什么不同,都早已成定局。然而對(duì)于埃利斯來說,這種主流理論的哲學(xué)含義并不和我們的直覺相違背;他這種認(rèn)為傳統(tǒng)的想法是很危險(xiǎn)的,因?yàn)樗麄儎儕Z了我們的自由意志與道德責(zé)任。埃利斯的科學(xué)目標(biāo)是把時(shí)間帶回物理學(xué)領(lǐng)域,讓宇宙可以創(chuàng)造自己的未來,并賦予我們改變命運(yùn)的能力。
 
喬治·埃利斯認(rèn)為愛因斯坦走得太遠(yuǎn)了——未來還未定。
 
塊宇宙假說
 
17世紀(jì)時(shí),在牛頓的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》里,這位偉大的英國(guó)物理學(xué)家構(gòu)建了一套符合我們?nèi)粘=?jīng)驗(yàn)的時(shí)間觀。他描繪了一塊宇宙中通用的時(shí)間機(jī)器,它的滴嗒聲讓整個(gè)宇宙的時(shí)間在每一秒、每一分鐘、每一小時(shí)里均勻地流逝。在牛頓的觀念里,不論你的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài),你都會(huì)同意埃利斯在劍橋大學(xué)三一學(xué)院的長(zhǎng)凳上花了十分鐘喝完了咖啡。而每隔15分鐘,他都能聽見三一學(xué)院華美鐘塔的鈴聲,這座鐘塔早在年輕的牛頓第一次踏進(jìn)校園的半個(gè)世紀(jì)前就矗立在這里,精準(zhǔn)地記錄著時(shí)間的流逝。
 
1905年,愛因斯坦推翻了牛頓的宇宙存在絕對(duì)時(shí)間的和諧圖景。取而代之的是不協(xié)調(diào)的、相對(duì)的時(shí)間觀,該觀點(diǎn)認(rèn)為不同的人對(duì)同一事件的持續(xù)時(shí)間可能有不同的感知,甚至不同事物的發(fā)生順序也不一致。年輕的愛因斯坦意識(shí)到,時(shí)間事實(shí)上是我們所觀察到的三維空間之外的第四維度,也在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造了被稱為“塊宇宙”(block universe)的現(xiàn)實(shí)圖景。
 
埃利斯認(rèn)為,為了解釋塊宇宙是怎么一回事,你可以想象對(duì)一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)拍照,比如劍橋的學(xué)生們帶著書本去參加考試,憂心忡忡地走過三一學(xué)院的場(chǎng)景。如果你將拍攝的照片一張接一張地順序播放,你可以將其制成一部電影,時(shí)間在其中自然地流逝,這與我們對(duì)時(shí)間流逝的感知一致。但如果你將照片全部堆疊在一起,學(xué)生們穿過院子的過程將一次性完整地展現(xiàn)在你眼前。第二種情況就與塊宇宙的觀點(diǎn)類似,過去、現(xiàn)在和未來是同時(shí)存在的,時(shí)間流逝一說并無意義;所有事件都是相互并存的。
 
當(dāng)然,一組照片只能展示沿著時(shí)間拍攝到的空間的兩個(gè)維度。將其擴(kuò)展到整個(gè)宇宙的三維空間,還要包含宇宙全部的歷史以及未來會(huì)發(fā)生的所有事,這樣就能得到愛因斯坦理論下完整的塊宇宙,就像一份靜止的記錄,包含了所有曾經(jīng)發(fā)生和將要發(fā)生的所有事件。
 
埃利斯強(qiáng)調(diào),塊宇宙與播放一段連續(xù)時(shí)刻的電影不同,塊宇宙因?yàn)槠渲袥]有一個(gè)明確的時(shí)間點(diǎn)可以用來標(biāo)明“現(xiàn)在”,不同的個(gè)體對(duì)哪個(gè)時(shí)刻屬于“現(xiàn)在”的認(rèn)知并不一致,不存在一個(gè)獨(dú)一無二的標(biāo)記來區(qū)分已經(jīng)固定的過去和開放的未來。就像兩個(gè)學(xué)生坐在院子里的不同角落,從他們各自的角度看到的三一學(xué)院的鐘塔的影子長(zhǎng)度不相等,對(duì)于時(shí)間來說也是一樣:愛因斯坦意識(shí)到在塊宇宙中時(shí)間也只是另一個(gè)維度,那在時(shí)空中不同位置的觀察者對(duì)于同一個(gè)事件的持續(xù)時(shí)間可能有不同的意見。也許有人會(huì)準(zhǔn)確指出埃利斯花在喝咖啡上的時(shí)間不只10分鐘。
 
不僅如此。在愛因斯坦的塊宇宙中,不同的觀察者看到的事件的發(fā)生順序也可能不同,就像院子里不同位置的學(xué)生對(duì)于埃利斯是在鐘塔的左側(cè)還是右側(cè)會(huì)有不同的看法。一個(gè)人覺得埃利斯在鐘塔敲響下午2點(diǎn)的鐘聲之后才喝完咖啡,而另一個(gè)人覺得喝完咖啡的時(shí)間在2點(diǎn)之前。這些差異完全取決于觀察者在塊宇宙中運(yùn)動(dòng)的速度和方向,因?yàn)檫@會(huì)影響這些事件發(fā)出的光到達(dá)觀察者所需要的時(shí)間。以人類所能達(dá)到的速度來說,這種差異小到難以察覺,但已經(jīng)被在國(guó)際空間站和高速飛機(jī)上所做的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。
 
那么在塊宇宙中,對(duì)一些人來說是未來的事在另一些人看來其實(shí)是過去,這要取決于觀察者的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。未發(fā)生的事件對(duì)另一些人來說已經(jīng)發(fā)生。未來對(duì)于你來說可能是未知數(shù),但卻早已成定局。愛因斯坦自己是這樣描述的:“對(duì)我們這樣相信物理的人來說,過去、現(xiàn)在和未來之間的差別只是一種頑固而持久的錯(cuò)覺。”
 
大多數(shù)物理學(xué)家已經(jīng)學(xué)會(huì)接受愛因斯坦的宇宙觀點(diǎn)以及宇宙的基本方程,確定所謂時(shí)間的“前進(jìn)”方向是任意的,但埃利斯的直覺認(rèn)為還有更深的次層需要研究。他說:“我回到這里嘗試研究對(duì)事物真實(shí)的感受”。
 

責(zé)編:微科普

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