9.时间即无知(1/2)
不要问
你我的时日
大帛斑蝶
这是个秘密,我们无法理解
不要尝试深奥的计算
生有时,死有时;哀恸有时,跳舞有时;杀戮有时,医治有时;摧毁有时,建造有时。[1]至此,是时候摧毁时间了。现在要重建我们所体验的时间:寻找其源头,理解它来自何处。
在世界的基础动力学中,如果所有变量都是等价的,那我们人类称之为“时间”的东西,究竟是什么呢?我的手表测量的是什么?总是向前奔跑,从不倒退的是什么?又为何如此?也许它不是世界基本语法的一部分,那它是什么呢?
许多东西都不是世界基本语法的一部分,而只是以某种方式“显现”。比如:
●猫不是世界的基本要素。它是一种在我们星球许多地方都显现的复杂事物,并可进行繁衍。
●操场上的一群男孩要进行一场比赛,他们要组队。我们通常是这么做的:两个最厉害的孩子会轮流挑选想要的队员,然后掷硬币决定谁来开球。在这个正式的流程之后,会有两支队伍。在挑选之前,这两支队伍在哪儿呢?它们并不存在,它们是从这一过程中产生的。
●“高”与“低”从哪儿来?这些术语我们十分熟悉,但并没有出现在基本方程里。它们来自与我们紧密相连并且吸引着我们的地球。“高”与“低”在宇宙中特定的环境下、在质量很大的物体附近才会显现。
●在山里,我们看到山谷被云层环绕。云层表面闪烁着点点微光,洁白无瑕。我们向山谷走去,空气变得更加湿润,不那么清晰了,天空也不再湛蓝。我们发现自己身处迷雾中。之前所说的云层表面去哪儿了呢?它消失了。它的消失是渐进的,没有一个表面把雾与高处稀薄的空气分隔开。这是个幻象吗?不是,这是从远处看的景象。仔细想想的话,所有表面都是如此。如果我缩小到足够小的原子尺度,这张大理石桌看起来也会像雾。靠近去看时,世上的一切都变得模糊了。高山从哪里开始,平原又在哪里终止?非洲大草原从哪里开始,沙漠又在哪里终止?我们把世界分割成很多部分,用对我们有意义的概念来思考,这些概念只在特定尺度才会显现。
●我们看到天空每天都围绕我们旋转,但旋转的其实是我们。宇宙每天的旋转景象是个“幻觉”吗?不,它是真实的,但不只与宇宙本身有关。它与我们和太阳以及星星的关系有关。我们通过理解自己是怎样运动的来理解这个问题。宇宙的运动从宇宙与我们之间的关系中显现。
在这些例子中,这些真实的事物——猫,足球队,高与低,云层表面,宇宙的旋转——都从世界中显现,而从更简单的层面上来说,世界上并没有猫、球队,没有高或低,没有云层表面,没有旋转的宇宙……时间从没有时间的世界中显现,与这些例子有相似之处。
这两小章(本章与下一章)开始讲时间的重建,很简短,有些专业。如果你觉得比较难读,可以跳过,直接读第11章。从那儿开始,我们会逐步谈到更多与人类自身有关的事情。
热学时间
在分子热运动疯狂混合的过程中,所有能够变化的量都在不停变化。
然而,有一个量不会变:孤立系统的总能量。能量与时间之间有着紧密的联系,它们组成了很有特点的一对物理量,物理学家称为“共轭”,例如位置与动量,方向与角动量。这些成对的量彼此关联。一方面,知道一个系统的能量可能是多少1——它与其他变量之间的关联——就相当于知道了时间如何流动,因为时间演化的方程遵循能量的形式。2另一方面,能量在时间中是守恒的,因此即使其他量发生改变,它也不会变化。在热振动中,系统(遍历性的)经过的所有状态都具有相同的能量。我们宏观的模糊视野无法区分的这些状态的集合,就是(宏观的)平衡态:一杯平静的热水。
通常解释时间与平衡态之间关联的方式,是把时间看作绝对的、客观的;能量会掌管系统的时间演化;平衡态系统是所有相同能量状态的混合。因此,解释这个关系的传统逻辑是:
时间→能量→宏观态3
也就是说,要定义宏观态,我们首先需要知道能量;而要定义能量,我们得先知道时间是什么。按照这种逻辑,先有时间,并且时间独立于其余部分。
但对于这个关系,还有另一种思考方式:反向来解读。即观察到一个宏观态,也就是世界的模糊形象,那可以被解释为具有一定能量的混合,这又会产生时间。也就是:
宏观态→能量→时间4
这种观察开启了一种新视角:在一个没有任何像“时间”那样特殊的变量的基本物理系统中,所有变量都属于同一层次,但用宏观态来描述时,我们只有个模糊的概念——一般的宏观态会决定一个时间。
我要再重复一遍,因为这点很重要:一个宏观态(忽略细节)选择了一个特殊的变量,该变量具有时间的某些特征。
本章未完,点击下一页继续阅读。