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    “举头望明月”你所望见的月亮是否“天涯共此
    时间:2019-09-16

      明天就是中秋节了。望着月亮,不知曾经你有没有想象过,在那个神话里,月亮上的“嫦娥”此时此刻在做什么?被你望,会不会也在望着你?所谓“天涯共此时”,你有没有想过,这只是因为,我们使用了全球统一的钟表计时而已?我们是在同步等待中秋节到来吗?

      时间总是在不经意间流逝,明天就是中秋节了。今天是节前最后一个工作日,你在哪里?打算如何度过这个节日?

      而月有阴晴圆缺,不同时刻,形状不同,人们赋予它的解读也不同,而月圆显得尤其特别。望着它,我们基本上就知道到了“中旬”。只是近代以来,日历和钟表是统一的时间计算工具,我们反而看着它们来判断何时月缺月圆。

      望着月亮,不知曾经你有没有想象过,在那个神话里,月亮上的“嫦娥”此时此刻在做什么?被你望,会不会也在望着你?

      如今,你或许在外地读书、工作,和家人天各一方,要借助电话或微信听见彼此、看见彼此,开头难免就是一句问候,“在做什么呢?”“吃饭了吗?”,问的也是此时此刻。

      等等。“嫦娥”、“爸爸妈妈”的此时此刻,是你的此时此刻吗?我们假设彼此时间是一样的,一样的进度,一样的速度,而当彼此一旦对话所处的时间也完全一致。可是,你有没有想过,这只是因为,我们使用了全球统一的钟表计时而已?我们感叹时间快,又到中秋节了,而我们进入中秋节的时间是否相同?

      你可能觉得不可思议。更不可思议的是,我们所认为的时间很可能并不存在完全一致的流逝速度,过去、现在、未来在时间上也无差别,“此时此刻”也不存在。

      书评君今天要谈的便是“时间”了。“时间”一度是门显学,它令人着迷,产生了大量的读物和解读,有的也故弄玄虚。意大利物理学家卡洛·罗韦利在《时间的秩序》一书中将近代以来关于“时间”的物理学探索做了一番学理和通识兼具的梳理,简单明了。

      《时间的秩序》,作者:(意)卡洛·罗韦利,译者: 杨光,版本:博集天卷·湖南科学技术出版社2019年6月。

      咦,你那儿纬度多少、海拔多少,我们是在同步等待中秋节到来吗?在此天马行空般地思考“时间”,也是别有一番滋味了。

      这一差别非常小,但可以用精密的计时器测量出来。经过练习,任何人都能观察到时间的延缓。使用专业实验室里的计时器,即使海拔只相差几厘米,也可以观测到时间的延缓:放在地板上走得要比桌上稍微慢一点。

      变慢的不只是钟表,在较低的位置,所有进程都变慢了。两个好朋友分别后,一个在平原生活,另一个住进山里。几年之后他们再见面,在平原上生活的这位度过的时间更少,变老得更慢,他的布谷鸟报时钟的机械装置振动的次数更少。他可以用来做事的时间更少,他种的植物长得更慢,思绪得以展开的时间更少……时间在较低位置比较高位置要少。

      这让人感到惊讶吗?也许吧。但世界运行的方式就是如此。在一些地方,时间流逝得慢一些,在另一些地方则快一 些。

      钟表统一时间。动画短片《钟表的故事》(Tick Tock Tale 2010)画面。

      也许真正令人惊叹的地方在于,在我们有足够精密的钟表来测量时间延缓之前的一个世纪,就有人了解了这一切。这个人的名字,当然就是阿尔伯特·爱因斯坦。

      在钟表的发展精确到足以测量出时间以不同速度流逝之前,爱因斯坦就意识到,时间在不同地方的流逝是不均匀的。

      爱因斯坦问了自己一个问题,在我们学习引力时,这一问题也许同样困扰过我们:太阳与地球没有相互接触,它们之间也没有任何东西可借助,那么它们是怎样相互“吸引”的呢?

      他找到了一个合理的解释,猜想太阳和地球并没有直接相互吸引,而是分别对它们之间的事物产生作用。既然在它们之间存在的只有空间与时间,他猜想太阳和地球都改造了周围的空间和时间,就像一个物体浸入水中会把周围的水排开。对时间结构的改造进而影响了物体的运动,使得它们“落”向彼此。

      “时间结构的改造”是什么意思呢?它指的就是上文提到的时间的延缓:物体会使它周围的时间变慢。地球是个庞然大物,会使其附近的时间变慢。这种效应在平原处更明显,在山上要弱一些,因为平原更近。这就是在海平面高度居住的人衰老得慢一些的原因。

      物体下落就是由于这一时间的延缓。在时间流逝一致的地方,比如星际空间,物体不会下落,它们会浮在空间中。而在我们的星球表面,物体会自然倾向于向时间流逝更慢的地方运动,就像当我们从沙滩往大海奔跑时,腿上水的阻力会让我们向前方跌进海浪里一样。物体会下落,是由于在较低的位置,时间被地球减慢了。

      科幻电影《时间规划局》(In Time 2011)将剧情设为时间不再统一流动,而是人类可以随心所欲操控时间,改写年龄。

      因此,即便我们无法轻易观测到,时间的延缓仍然有着极其重要的影响:物体下落源于此,因此我们才可以坚实地站在地面上。如果我们的双脚可以牢牢地站在地面上,那是因为我们的身体自然倾向于待在时间流逝更慢的地方——并且与你的头部相比,你脚部的时间流逝得更慢。

      那么,在物理实验室中,桌上的表和地上的表以不同的速度运转,我们要以哪只表为准?这个问题是没有意义的,不存在更真实的时间。存在的是两个时间,相对于彼此在变化。没有哪一个比另一个更真实。

      单一量“时间”消融于时间之网中。我们并不描述世界在时间中演化的方式:我们描述的是事物在当地时间中演化的方式,以及当地时间相对于彼此如何演化。世界并不像一个指挥官指挥着一个排的士兵同时前进,它是一个由彼此影响的事件组成的网络。在不同地方,它有着不同的节奏,在此处与在彼处的流逝并不相同。这个世界的事物交织在一起,以不同的韵律舞蹈。如果世界是由舞蹈的湿婆支撑着,那一定有一万个这样舞蹈的湿婆。

      关于时间,有另一个更为重要的方面:它的路径,它的流动,里尔克《杜伊诺哀歌》第一首中那永恒的激流:“永恒的激流始终席卷着一切在者,穿越两个领域,并在其间湮没它们。”

      过去与未来有别。原因先于结果。先有伤口,后有疼痛,而非反之。杯子碎成千片,而这些碎片不会重新组成杯子。我们无法改变过去,我们会有遗憾、懊悔、回忆。而未来是不确定、欲望、担忧、开放的空间,也许是命运。我们可以向未来而活,塑造它,因为它还不存在。一切都还有可能……时间不是一条双向的线,而是有着不同两端的箭头。

      对我们影响最大的是时间的这一特征,而非其流逝的速度。这是关于时间最基本的一件事。时间之谜在于我们可以感知到的脉搏的跳动,在于内心深处的记忆之谜,以及对未来的担忧。

      在科幻电影《土拨鼠之日》(Groundhog Day 1993)中,主人公每天醒来是同一天,昨天、今天和明天的界限不复存在。

      19世纪伊始,蒸汽机利用火推动机器运转,进而开始改变世界。1824年,热力学的创始人之一萨迪·卡诺写了一本小册子,标题很吸引人,叫《论火的动力》,试图阐明这些机器运转的理论基础。这本短小的专著中包含一些错误的假设,这其中包含一个关键性的概念:归根结底,蒸汽机的运转是由于热量从高温物体传到低温物体。

      萨迪的小册子传到了一位目光如炬、严格苛刻的普鲁士教授手里,这位教授的名字是鲁道夫·克劳修斯。他在紧要关头抓住了问题的根本,阐述了一条注定留名的定律:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。

      此处的关键点在于其与物体下落时的区别,例如,一个球可能会下落,但它也会反弹回来,热量则不然。

      时间与热量的联系是根本性的:每当过去与未来的差别显现,都会有热量参与其中。如果一个过程倒过来看很荒谬,那么一定有东西被加热了。

      如果一段影片中有一只球在滚动,我无法分辨影片是正常放映还是在倒放。但是如果球停了下来,我就知道是正着播放的。倒放的话,这就是不可能发生的事:球自己动起来了。球减速到最终静止下来,是由于摩擦,摩擦生热。只有在有热量的地方,才会有过去与未来的差别。例如念头,从过去延展至未来,而非反之——实际上,思考也会在我们的大脑中产生热量。

      而这位普鲁士教授克劳修斯引入了一个量,来量度热量的单向不可逆过程。他用了古希腊语“熵”为之命名。

      揭示它的重任落在了一个不幸却富有魅力的奥地利人身上,他是一个钟表匠的孙子,一个悲情又浪漫的人物——路德维希·玻尔兹曼。玻尔兹曼在理解世界的基本原理的过程中,把我们带入了最令人困惑的探究。香港开奖结果现场直播

      热振动就像在不停地洗一副牌:如果牌是按顺序排列的,洗牌的过程就会把顺序打乱。这样,通过洗牌——借助万物自发的无序化,热量就从高温物体传向了低温物体,而非反之。熵的增加只不过是普遍又常见的无序的自然增长。

      如果我们观测一个现象,它在开始时处于熵较低的状态,那么它的熵会增加的原因很明显——在洗牌的过程中,一切都变得无序了。

      如果一副牌的前二十六张都是红色的,后二十六张都是黑色的,我们就把这些牌的排列称为“特殊的”“有序的”。洗牌之后,顺序就消失了。最初有序的排列就是“低熵”的排列。

      但是请注意,如何让WordPress(美国香港)虚拟主机提速3倍[2019-09-16]如果我们观察的是牌的颜色——红或黑,那么它是很特殊的,因为我们正把注意力放在牌的颜色上。如果前二十六张牌都是红桃和黑桃,那么这种排列也很特殊。或者都是奇数,或者是这副牌里最褶皱的二十六张,又或者是与三天前完全相同的二十六张牌……或者它们有其他共同点。

      仔细思考,如果我们观察其全部细节的话,每一种排列都是特殊的,每一种排列都是独一无二的,因为每一种排列都有其独特的一面。

      只有当我把目光聚焦于牌的特定方面时,“某些排列比另一些更特殊”的概念才有意义。如果我们从各个方面对牌进行区分,那所有排列就都是等价的:没有哪个比其他的更特殊。只有当我们以一种模糊与近似的方式看待宇宙的时候,“特殊性”的概念才会出现。

      玻尔兹曼说明了“熵”之所以会存在,是因为我们以一种模糊的方式描述世界。他证明了熵就是我们模糊的视野无法区分的不同排列的数量。热量、熵、过去的低熵都是近似地、统计性地对自然进行描述的概念。过去与未来的区别与这种模糊有深刻的联系。如果我去观测事物的微观状态,那么过去与未来的区别就会消失。

      英国物理学家史蒂芬·霍金的畅销书《时间简史》中译本不同版次封面(出版社:湖南科学技术出版社)。《时间简史》一度在物理学外掀起“时间热”。

      在遥远的地方,“现在”正发生些什么呢?比如说,假设你姐姐去了比邻星b——这颗目前发现的距离我们大约四光年的行星,那她“现在”正在比邻星b上做什么呢?

      唯一正确的答案是,这个问题没有意义。就好像我们身处威尼斯,却问:“这里是北京的哪里?”这样问没有意义,因为如果在威尼斯我用“这里”这个词,我指的是威尼斯的某处,不在北京。

      比邻星(毗邻星,Proxima Centauri),离太阳系最近的一颗恒星。

      如果你姐姐在房间里,你想知道现在她在做什么,答案通常很简单:你看看她就知道了。如果她离得很远,你可以给她打个电话问问。但请注意:如果你看到姐姐,你接收到了从她那里传到你眼里的光线——光需要花些时间到你这里,比如说几纳秒——一秒的很小一部分,那么,你并没有看到她现在在做什么,而是看到了她几纳秒以前在做什么。

      如果她在纽约,你从利物浦打电话给她,她的声音要花几毫秒到你这儿,所以你最多能知道的是你姐姐几毫秒以前在做什么。不过这也许并没有很明显的区别。

      然而,如果你姐姐在比邻星b上,光从那里到你这儿要花四年。因此,如果你从望远镜里看到她,或者从她那儿收到无线电信号,你得知的是她四年前在做的事,而不是她现在正在做什么。比邻星b的现在显然不是你通过望远镜看到的,或是通过无线电听到的。

      也许你会说,你姐姐现在做的,是从你透过望远镜看到她的时刻起,四年之后将要做的?但并非如此,这也行不通:在你透过望远镜看到她的四年后,在她的时间里,她也许已经返回地球,并且是在未来的十个地球年以后了(是的,这的确可能!)。可是,现在不可能在未来。

      也许我们可以这样做:如果十年以前,你姐姐就动身前往比邻星 b,并随身带着日历来记录时间的流逝,那我们可以说,现在对她而言,是她记录下的十年过去了的时刻吗?不行,这也行不通:也许当她回到此处时,相对于她的时间过了十年,而相对于此处的时间却过了二十年。那么在比邻星b上,现在到底是何时呢?

      在不同地方寻找同一时刻的人。图为国内真人秀节目《世界上的另一个我·欧洲季》(爱奇艺,2016)画面。

      在比邻星b上,并不存在一个特定的时刻,与此时此地的当下相对应。在我看来,这是当代物理学得到过的最令人震惊的结论。

      去问你姐姐在比邻星b上的哪个时刻与现在相对应,是没有意义的。就像问哪支足球队赢得了篮球比赛冠军,一只燕子赚了多少钱,或是一个音符有多重。这些都是没有意义的问题,因为足球队踢足球,不打篮球;燕子不会忙着赚钱;声音也无法称重。“篮球冠军”指的是篮球队,而非足球队。收入只涉及人类社会,而非燕子。“当下”的概念涉及与我们邻近的事物,而非远处。

      这个气泡可以延伸到多远呢?取决于我们限定时间的精确程度。如果用纳秒,“现在”的定义仅有几米;如果用毫秒,那就有几千公里。作为人类,我们对几十分之一秒都很难分辨出来,我们可以把整个星球都看作同一个气泡,在谈及现在时,可以认为对我们而言这是同一个瞬间。这就是我们可以做出的最大限度的近似。

      存在着我们的过去:在现在所见之前发生的事件。存在着我们的未来:在此时此地我们所见之后会发生的事件。在过去与未来之间,还存在着一个时间段,它既非过去,亦非将来,有一定的长度:火星上是十五分钟;比邻星b上是八年;仙女座星系中有数百万年。这就是延展的现在,也许是爱因斯坦最伟大最奇特的发现。

      认为有个定义清晰的“现在”遍存于整个宇宙的观念是个幻觉,是我们根据自身经验做出的不合理的推断。

      这就像彩虹触碰到森林的那处交界点。我们认为可以看到它,但走过去寻找时,它却不在那儿。

      在行星之间的空间里,如果我要问“这两块石头高度相同吗”,正确的回答应该是:这个问题没有意义,因为在整个宇宙中并没有关于“相同高度”的统一概念。如果有两个事件,分别发生在地球和比邻星b上,我问这两个事件是否发生在“同一时刻”,正确答案应该是:这个问题没有意义,因为在宇宙中并不存在可以定义的“相同时刻”。

      本文经博集天卷·湖南科学技术出版社授权整合自《时间的秩序》第一部分第1、2、3节。标题为编者所加,较原文内容有删节及调整。