9.时间即无知（2/2）

换句话说，时间被确定下来，仅仅是“模糊”的结果。玻尔兹曼明白，热现象与模糊有关，因为在一杯水中，有无数我们看不到的微观现象，水的可能微观状态的数量就是它的熵。但还有些东西是真的，模糊本身决定了一个特殊的变量：时间。

在基础相对论物理学中，没有变量扮演着像时间那样先验的角色，我们可以把宏观状态与时间演化之间的关系反转：并不是时间的演化决定了状态，而是状态——模糊——决定了时间。

像这样由宏观状态确定的时间被称为“热学时间”。在何种意义上可以说它就是时间呢？从微观观点来看，没有什么特别的——它和其他变量一样。但从宏观来看，它有个重要的特征：在那些同一层次的变量中，热学时间的表现方式最接近于我们通常所说的“时间”，因为它与宏观态的关系就是我们从热力学得知的那样。

但它并不是个统一的时间，它由宏观态决定，也就是通过模糊、通过描述的不完备决定。下一章里我会讨论这种模糊的起源。但在此之前，让我们更进一步，把量子力学考虑进来。

量子时间

罗杰·彭罗斯（ror penrose）是关注时空问题的科学家中讲得最清晰明了的一位。5他得出结论说，相对论与我们关于时间流动的经验并不矛盾，但它对此解释得也不够充分。他指出，遗漏之处可能在于量子作用6中发生的一些事情。伟大的法国数学家阿兰·科纳（a nnes）指出了量子作用在时间根源起到的深刻作用。

当相互作用使得分子的位置确定之后，分子的状态就转变了。分子的速度也同样如此。如果先确定的是速度，然后是位置，即这两个事件的顺序是相反的，那么分子的状态就会以不同的方式转变。顺序是有影响的。如果我先测量电子的位置，再测量速度，那么它状态的改变就与先测速度再测位置不同。

这被称为量子变量的“非对易”，因为位置与速度“不对易”，意思是说，它们交换顺序会有影响。这种非对易是量子力学的典型现象。非对易确定了顺序，在确定两个物理量的同时也带来了时间的起源。确定一个物理量并不是独立的行为，它需要相互作用。这些相互作用的效果取决于顺序，这一顺序正是时间顺序的最初形式。

这些相互作用的效果取决于发生时的顺序，也许这才是世界时间顺序的源头。这是科纳提出的有趣的想法：在基本的量子转换中，时间的第一个萌芽就在于这些相互作用是（部分）自然有序的。

科纳为这种想法提供了一种精练的数学版本：他证明了一种时间流可以由物理量的非对易隐含地定义。由于这一非对易，一个系统中的物理量集合定义了一种数学结构，称为“非对易冯诺依曼代数”，科纳证明这些结构本身就包含被隐含定义的流动。7

令人震惊的是，阿兰·科纳的量子系统流与我之前讨论过的热学时间之间，有着极其紧密的联系。科纳证明，在量子系统中，由不同宏观态决定的热流是等价的，具有特定的内在对称性8，它们共同形成了科纳的量子系统流。更简单点说，由宏观状态决定的时间与量子非对易决定的时间是同一现象的不同方面。9

我相信，这个热学时间及量子时间，10就是在真实宇宙中我们称为“时间”的变量，而在基本层面这个时间变量并不存在。

事物固有的量子不确定性产生了模糊，就像玻尔兹曼的模糊那样，确保了即便可以测量所有的可测量量，世界的不可预知性仍然存在，这与经典力学指出的截然相反。

模糊的起源——量子不确定性，以及物理系统由无数分子组成这一事实，都是时间的核心。时间与模糊密切相关。模糊是由于我们不知道世界的微观细节。物理学的时间，从根本上讲，是我们对世界无知的体现。时间即无知。

阿兰·科纳与两个朋友合著了一篇短篇科幻小说。主角夏洛特在某一时刻可以掌握世界的全部信息，没有模糊。她能够直接“看见”世界，超越时间：

我拥有一笔无人知晓的财富，我拥有对自己的存在全观的视野——不只是对一瞬间，而是对“作为一个整体”的我的存在。我能够把空间的有限本质与时间的有限本质进行比较，对于前者，没有人反对，而对于后者，人们却有太多愤怒。

然后回到时间：

我记得我失去了由量子景象产生的所有无限的信息，这一失去足以让我无法抵抗地被拖回时间的河流。

这种情感是由时间的情感造成的：

这一时间的再现于我而言就像是干扰，它是精神混乱、痛苦、恐惧、错乱的源头。11

我们关于现实模糊与不确定的图景确定了一个变量，即热学时间，它具有特定的奇怪的性质，与我们所说的“时间”有了相像之处：它与平衡态有着恰当的联系。

热学时间与热力学密切相关，因此与热量有关，但它与我们体验的时间还不太像，因为它没有区分过去与未来，没有方向，缺少我们所说的流动。我们还没有达到我们自身体验到的时间。

过去与未来的分别对我们来说如此重要：它来自何处呢？

[1]参见《圣经·传道书》。