研究时间“就像是手中拿着一枚雪花：当你研究它时，它会在你的指间渐渐融化，最后消失不见。”新浪科技讯 北京时间3月15日消息，据国外媒体报道，2018年4月，在伦敦皇家科学院（Royal Institution）著名的法拉第剧院，卡洛·劳维利（Carlo Rovelli）做了一个长达一小时关于时间本质的演讲。一条红线横跨舞台，成为这位意大利理论物理学家演讲主题的隐喻。“时间是一条长线，”劳维利说道。线的左边是过去，属于恐龙，属于大爆炸；线的右边则是未来，充满了未知。“我们大概在这里，”劳维利一边说着，一边把一个登山扣挂在红线上作为标记，代表现在的时间。
然后，他翻了下讲稿，解释道：“我将告诉你们，时间并不是这样的。”
劳维利继续挑战我们关于时间的常识。他首先分析的是时间在所有地方都以相同速率运转的观点。事实上，当时钟处于更强大的引力场时，它会行走得更慢。当你把显示同样时间的时钟放到不同的场里，比如一个放在太空，另一个放在地球上，过一会再把它们放在一起，你会发现它们显示出不同的时间。“这是一个事实，”劳维利说道，并指出这意味着“你的头会比你的脚更老”。另外一个需要认清的概念是我们共享着对“现在”的感觉。我们并没有真正与任何人共享现在的时刻。“如果我看着你，我看的是现在的你吗？事实并非如此，因为光线从你那里到我这里需要时间，”他说，“因此，我看到的是过去一小会的你。”所以，“现在”的真正含义是我们没有超出一个“时间空泡”的范围，在这个空泡中，“我们可以忽略光线来回的时间”。
接下来，劳维利讨论了时间只以一个方向——从过去到未来——流动的概念。与广义相对论、量子力学和粒子物理学不同，热力学中嵌入了时间的方向。热力学第二定律指出，孤立系统中的总熵（或者说无序性）不会随着时间推移而减少。不过劳维利表示，这并不意味着我们对时间的传统观念有了更稳固的基础。熵，或者说无序性，是主观的——“秩序存在于观察者的眼中。”换句话说，过去和未来之间的区别，以及熵随时间的增长，都取决于宏观的效应——“我们描述系统的方式，反过来又取决于我们如何与系统相互作用，”劳维利说道。
在讲到最后一个关于时间的普遍观念时，劳维利变得有点谨慎起来。他的科学观点认为，时间是离散的——它不是无缝的，但具有量子。这一观点还不是很有说服力。“为什么？因为我还在做！它还没有出现在教科书中，”劳维利说道。他写下的关于量子引力的方程提出了关于“时钟测量”的三个问题。首先，存在最小的时间量，其单位不是无限小。其次，由于时钟和所有物体一样，都是量子的，因此可以是时间读数的重叠。他说：“你不能说这个事件和那个事件之间是一定的时间，因为，正如量子力学中总是发生的那样，可能存在时间流逝的概率分布。”这就意味着第三点，在量子引力中，你可以拥有“对一系列事件的局部概念，这是最小的时间概念，而且是唯一保留下来的东西，”劳维利说道。事件并不是线性排列的，而是“彼此混淆和连接”，同时没有“一个首选的时间变量——任何东西都可以作为一个变量”。
即使是“现在正转瞬即逝”的观念也经不起推敲。当然，在古典的牛顿物理学中，现在的确是“可怕的短暂瞬间”。“但这不是世界设计的方式，”劳维利解释道。在四维时空中，光的踪迹是一个圆锥，或者说是连续增大的圆圈，就像池塘里的涟漪一样，这些踪迹会随着光的行进而增大。没有信息可以越过光锥的边界，因为这要求信息传播的速度超过光速。
“在时空中，过去就是我们经过的光锥里的一切，”劳维利说道。他同时用手指着一个颠倒的圆锥形状。“所以不管怎么样它都在影响我们。未来则恰好相反，”此时劳维利又指着一个正立的圆锥说道，“所以在过去和未来之间，并没有一条线存在——那里有大量的时间。”劳维利请一位听众想象自己住在距离地球约50万光年的仙女座星系。“对我而言，你生命中的一百万年既不是过去，也不是未来。因此现在并不单薄，而是厚重得可怕，”劳维利说道。
劳维利的演讲让人想起他在《时间之序》（The Order of Time: Studying time）一书中的一句话：研究时间“就像是手中拿着一枚雪花：当你研究它时，它会在你的指间渐渐融化，最后消失不见。”（任天）
作者简介：Brian Gallagher，科学网站Nautilus的博客栏目“真相如此浪漫”（Facts So Romantic）的编辑。
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