时间。我们受够了。我们不顾一切地想让它流得更快或更慢,但我们却一次又一次地被提醒要活在当下。当谈到重大哲学问题时,时间概念以及过去、现在和未来等相关概念是最重要的。未来是不是已经写好了?我们所说的现在是什么意思?过去存在吗?
从物理学的角度来看,时间同样很麻烦,但原因不同。时间几乎无处不在,但在物理学中,时间具有特定方向的原因尚不清楚。时间是事件从过去经过现在到未来的进展。它是我们宇宙中的第四维度,与空间的三个维度一起构成时空连续体。
时空连续体
时空连续体是一种理论构造,有助于解释我们存在的本质结构。四个维度是长、宽、高——或者说上/下、左/右、前/后——第四个维度是时间。
通过发展狭义相对论和广义相对论,阿尔伯特·爱因斯坦研究了与光速相关的物理定律,最终认为没有任何东西可以比真空中的光速移动得更快。对于爱因斯坦来说,空间和时间并不是分离和不相关的现象,而是交织成一个单一的连续体:时空连续体。
任何包含能量的东西都不在时间之外。
时间为何流动?
我们将时间视为不可避免地流逝的东西,朝着我们认为前进的非常具体的方向前进。然而,许多物理定律似乎对时间是向前还是向后流动没有偏好,因此科学家们一直在寻找对那些似乎只以一种方式起作用的物理定律的解释。其中最著名的是热力学第二定律。
根据这条定律,在一个不断演化的孤立系统(比如我们的宇宙)中,熵——即物理系统的随机性增加,从有序变为无序——总是会增加。所以我们可以通过观察熵来区分过去和未来。这是科学家将时间前进解释为所谓的“时间流逝”的方式之一。时间之箭”;系统变得越无序,就越难恢复秩序,时间之箭就越强。
但时间可以以不同的方式流逝。爱因斯坦的相对论认为,引力不仅是一种吸引物体的无形力量,而且是时空的扭曲;物体质量越大,它周围时空的扭曲程度就越大。因此,时间并不是在任何地方都是恒定的,因为重力和加速度可以改变时间传播的方式。这一点可以最清楚地看到,由于重力使时钟慢了 45 亿年,地核比地表年轻了大约 2.5 年。
什么是过去?
利用爱因斯坦的狭义相对论还有助于回答另一个关于时间的问题:过去是真实的吗?如果我们只活在现在,而过去对我们来说是遥不可及的,我们怎么能说过去是真实的呢?
答案来自爱因斯坦著名理论“现在”的概念。如上所述,时钟在不同的环境中移动不同,因此“现在”的概念取决于观察者。
“现在”的概念取决于你在哪里、你要去哪里以及你到达那里的速度。对于一个观察者来说,两个事件可能同时发生,但对于另一个观察者来说,两个事件可能在不同时间发生。因此,对于一个人来说现在似乎是另一个人的过去。过去仍然存在,我们无法触及,但却非常真实。
未来是不是已经写好了?
现在,这是一个长久以来的问题。称之为命运、命运或自由意志,世界各地的人类已经解决了这个问题。相对论已经把过去定格在石头上,并挑战了存在特定现在的观念。那么怎样才能有未来呢?现在、过去和未来必须共存。这就是爱因斯坦在相对论中设想的“块宇宙”。过去、现在和未来只是时间的片段,就像共存的现实快照一样。
但并不是所有人都对这种决定论的宇宙观感到满意。例如,无论爱因斯坦怎么说,量子力学都不是很确定。但块宇宙的想法不一定有预定的未来。物理学家乔治埃利斯实际上想出了一个简洁的配方爱因斯坦的想法是保留块宇宙,但不将其延伸到未来。虽然“现在”是主观的,但存在一个普遍的现在,未来的边界继续沿时间方向扩展(可能与局部时间箭头不同)。
所以,过去已被书写,未来尚待把握。但及时行乐,抓住今天,不要相信明天。我们确实有一些关于时间的答案,但并非所有答案都令人满意;我们对这个维度还缺乏充分的了解。如果我们真的能得到一个,那么只有时间才能证明一切。