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美妙的意外,皆源于时间的惊涛骇浪

时间:2023-02-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据物理学的主流观点,宇宙中所发生的一切皆有规律可循。如果斯托帕德笔下的托马西娜生活在现代社会,她一定会说,宇宙就像是一台计算机。这一观点在很多层面上削弱了时间的存在感。而原子自身的性质是永恒的,控制原子运动的自然规律也是永恒的;两者都不会随时间而改变。也就是说,时间的推移等同于一种计算,未来是现在的一种逻辑推理。我们感觉中的世界似乎稍纵即逝,可惜这仅仅是一种错觉:现实不会随时间的流逝而发生变化。

在科学中,时间是一种假象的观点强大且难以撼动。反过来看,接受时间的真实性势必会引发惊涛骇浪。

作为物理学家,我们反对时间真实性的核心理由往往基于我们对物理定律的理解。根据物理学的主流观点,宇宙中所发生的一切皆有规律可循。这些规律分毫不差地决定了如何从现在演化出未来——这些规律是绝对的。关于现在的初始条件一旦给出,未来如何演化就会被唯一确定,不留任何自由度与不确定性。

在汤姆·斯托帕德(Tom Stoppard)的剧作《阿卡狄亚》(Arca-dia)中,早熟的女主角托马西娜(Thomasina)对她的私塾老师这样说道:“倘若你能让每一个原子停下来,记下它们的位置与行进方向,理解它们的运动,那么只要你的数学足够好,就可以写下一个公式,它能够成功地预言所有的未来。虽然现实中没人可以聪明到做到这一点,但那个公式一定存在。因为理论上,我们可以做到。”

作为一位理论物理学家,我曾经认为自己的工作就是寻找这样的全能公式。但现在我相信,这项使命与其说关乎科学,倒不如说关乎玄学。

如果斯托帕德笔下的托马西娜生活在现代社会,她一定会说,宇宙就像是一台计算机。而物理定律正是计算机的程序。你可以将宇宙中所有基本粒子的位置信息作为初始变量,输入这台巨型计算机。经过一段时间的计算,它会告诉你,未来的某一时刻,这些基本粒子会出现在何处。根据这种世界观,世间的一切就是依照永恒的自然规律而进行的一次又一次的排列组合。因为这些规律的存在,过去早已决定现在,现在早已决定未来。

这一观点在很多层面上削弱了时间的存在感。[1]那样的世界不容许意外,也不容许新鲜事物,因为那里发生的一切仅仅是原子的重新排列。而原子自身的性质是永恒的,控制原子运动的自然规律也是永恒的;两者都不会随时间而改变。凭借现在的原子结构,我们可以预测未来世界的方方面面。也就是说,时间的推移等同于一种计算,未来是现在的一种逻辑推理。

爱因斯坦的相对论更进一步指出,时间对于描述这个世界的基本理论来说,无关紧要(我将在第6章中对此详细讨论)。相对论强有力地证明,这个世界的全部历史是一个超脱时间的整体;抛开人们的日常生活,区分现在、过去和未来,毫无意义。时间不过是一个类似空间的维度。我们感觉中的世界似乎稍纵即逝,可惜这仅仅是一种错觉:现实不会随时间的流逝而发生变化。

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