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我们等待的“嫦娥”,还是此时此刻的“嫦娥”吗?

时间:2019-11-12 09:00:50 人气:3116

时间总是漫不经心地流逝。明天是中秋节。今天是节日前的最后一个工作日,你在哪里?你打算如何度过这个节日?

中秋节是充实的,意味着团圆,象征着和平与美丽。

月亮有起有落,不同的时刻和形状,人们对它有不同的解释,满月尤其特别。看着它,我们基本上知道现在是“中午”。只有在现代,日历和时钟才是统一的时间计算工具。相反,我们通过观察它们来判断月亮何时又短又圆。

看着月亮,我想知道你是否曾经想象过月亮上的嫦娥此刻正在那个神话中做什么?如果你看着我,我也会看着你吗?

今天,你可能在其他地方学习、工作和生活在远离家人的地方。如果你想通过电话或微信听到对方的声音并看到对方,你不可避免地会以问候开始,“你在做什么?”“你吃过了吗?”,这时问的也是。

等等。“嫦娥”和“爸爸妈妈”现在是你吗?我们假设彼此的时间是相同的,相同的进度,相同的速度,并且当彼此曾经对话的时间完全相同时。然而,你有没有想过这仅仅是因为我们使用全球统一的时钟来计时?我们哀叹时间过得很快,中秋节又来了。我们是同时进入中秋节吗?

你可能会觉得难以置信。更不可思议的是,我们认为的时间可能没有完全相同的流逝速度,过去、现在和未来之间没有时间上的差异,“此时此刻”并不存在。

书评人今天将谈论“时间”。“时间”曾经是一个突出的主题。这很吸引人,并产生了大量的书籍和解释,其中一些也很神秘。意大利物理学家卡尔罗·罗威利在他的著作《时间的秩序》中,用理论和一般知识梳理了现代物理学对“时间”的探索,使之简单明了。

嘿,你的纬度和海拔是多少,我们在等中秋节吗?无拘无束地思考“时间”也是一种不同的品味。

作者|(意大利)卡尔罗·罗威利

《时间顺序》(意大利)作者:卡尔罗·罗威利译者:杨光版:姬伯田娟湖南科技出版社

团结的消失

"时间在山上过得比在海平面上快."

让我们从一个简单的事实开始:时间在山上过得比在海平面上快。

这种差异很小,但可以用精确的计时器来测量。练习后,任何人都可以观察时间的延迟。在专业实验室使用计时器,即使高度差只有几厘米,也可以观察到时间延迟:在地板上行走比在桌子上稍慢。

不仅仅是时钟变慢了。在较低的位置,所有过程都会变慢。两个好朋友分手后,一个住在平原,另一个住在山里。几年后,他们又见面了,住在平原上的人花的时间更少,衰老得更慢,他的布谷鸟钟装置振动得更少。他可以花更少的时间做事情,他种植的植物生长得更慢,他发展的思想也更少……地位低的时候比地位高的时候更少。

这令人惊讶吗?也许吧。但世界就是这样运转的。在一些地方,时间流逝得更慢,而在另一些地方则更快。

时钟统一时间。动画短片《滴答故事2010》屏幕。

也许真正令人惊奇的是,在我们有足够精确的时钟来测量时间延迟之前的一个世纪,有人就知道了这一切。这个人的名字当然是阿尔伯特·爱因斯坦。

在钟表的发展精确到足以测量不同速度下的时间流逝之前,爱因斯坦意识到不同地方的时间流逝是不均匀的。

阿尔伯特·爱因斯坦(1879年3月14日-1955年4月18日)

爱因斯坦问了自己一个问题。当我们研究重力的时候,这个问题可能也困扰着我们:太阳和地球没有联系,它们也没有任何用处,那么它们是如何“吸引”彼此的呢?

他找到了一个合理的解释,猜测太阳和地球并没有直接相互吸引,而是对它们之间的事物产生了影响。因为它们之间只有空间和时间,他怀疑太阳和地球已经改变了周围的空间和时间,就像一个浸在水中的物体将会排出周围的水。时间结构的转变进一步影响了物体的运动,使它们相互“坠落”。

你所说的“时间结构的转变”是什么意思?它指的是上面提到的时间延迟:一个物体减慢它周围的时间。地球是一个怪物,它会减慢附近的时间。这种影响在平原更明显,在山区更弱,因为平原更近。这就是为什么生活在海平面上的人衰老得更慢。

物体的下落是由于这个时间的延迟。在时间流逝一致的地方,比如星际空间,物体不会坠落,它们会漂浮在空间中。在我们星球的表面,物体自然倾向于移动到时间过得更慢的地方,就像当我们从海滩跑到海里时,腿上的水的阻力会使我们向前掉进海浪里。物体落下是因为地球在较低的位置减慢了时间。

科幻电影《时间规划局》设定了时间不再均匀流动的情节,但人类可以随意控制时间和改写年龄。

科幻电影《时间规划局》设定了时间不再均匀流动的情节,但人类可以随意控制时间和改写年龄。

因此,即使我们不容易观察到,时间的延迟仍然有一个极其重要的影响:物体从这里落下,所以我们可以坚定地站在地上。如果我们的脚能坚定地站在地上,那是因为我们的身体自然倾向于停留在时间流逝得更慢的地方——而你的脚比你的头走得更慢。

然后,在物理实验室,桌子和地面上的桌子以不同的速度运行。我们应该用哪张桌子?这个问题毫无意义,没有更多的实时。有两次,相对于彼此发生了变化。没有人比另一个人更真实。

单一数量的“时间”融入时间网络。我们不描述世界在时间上的演变方式:我们描述事物在当地时间的演变方式以及当地时间相对于彼此的演变方式。世界不像一个指挥官同时指挥一排士兵前进。这是一个相互影响的事件网络。在不同的地方,它有不同的节奏,这里的段落和那里的不一样。这个世界上的事物交织在一起,随着不同的节奏起舞。如果世界是由湿婆舞支撑的,那么肯定有10,000个湿婆像这样跳舞。

方向的消失

"过去和未来的区别不是真实的."

关于时间,还有另一个更重要的方面:它的路径,它的流动,以及里尔克的《杜因诺哀歌》第一首歌中的永恒洪流:“永恒洪流席卷了所有在场的人,穿过两个领域,并在其间抹去它们。”

过去不同于未来。理智先于结果。首先是伤口,然后是疼痛,而不是相反。杯子被打碎成了成千上万的碎片,这些碎片不会再构成杯子。我们不能改变过去。我们会有遗憾、遗憾和回忆。未来是一个充满不确定性、欲望、担忧和开放的空间,也许是命运。我们可以活在未来并塑造它,因为它还不存在。一切皆有可能...时间不是一条双向的线,而是一个两端不同的箭头。

对我们影响最大的是时间的特性,而不是它的流逝速度。这是时间最基本的东西。时间的神秘在于我们能感觉到的脉搏,我们心中记忆的神秘,以及我们对未来的担忧。

在科幻电影《土拨鼠日》中,主人公每天都在同一天醒来,昨天、今天和明天之间的界限不再存在。

19世纪初,蒸汽机开始用火驱动机器来改变世界。1824年,热力学的创始人之一萨迪·卡诺(sadi carnot)写了一本名为《火的力量》的小册子,书名颇具吸引力,试图解释这些机器运行的理论基础。这篇短文包含了一些错误的假设,其中包含了一个关键的概念:归根结底,蒸汽机的运行是由于热量从高温物体传递到低温物体。

萨迪的小册子被愤怒地传给了一位严格的普鲁士教授,他的名字叫鲁道夫·克劳修斯。他在关键时刻抓住了问题的根源,并阐述了一条注定要出名的定律:不可能在不引起其他变化的情况下将热量从低温物体传递到高温物体。

这里的关键点是它和坠落物体之间的区别。例如,一个球可能会掉下来,但它会反弹回来。热不是。

这是唯一能区分过去和未来的物理定律。

时间和热量之间的联系是基本的:每当过去和未来出现差异时,热量就会参与进来。如果一个过程反过来看起来很荒谬,那么一定有什么东西被加热了。

如果电影中有一个球在滚动,我无法判断电影是正常播放还是倒退播放。但是如果球停了,我知道它正在被打。如果你把它颠倒过来,这是不可能的:球会自己移动。球减速到最终静止是由于摩擦产生热量。只有在有热的地方,过去和未来才会有区别。例如,思维从过去延伸到未来,而不是相反——事实上,思维也在我们的大脑中产生热量。

普鲁士教授克劳修斯引入了一个量来测量单向不可逆的热过程。他以古希腊单词“熵”命名它。

克劳修斯在这一页上首次介绍了“熵”的概念和用法。

揭示这一点的重要任务落在一个不幸但迷人的奥地利人身上,他是一个钟表匠的孙子,也是一个悲伤而浪漫的人物——路德维希·玻尔兹曼。玻尔兹曼把我们带入了理解世界基本原理过程中最令人困惑的探索。

热振动就像连续洗一副牌:如果牌按顺序排列,洗牌过程会打乱顺序。这样,通过洗牌——借助于所有事物的自发无序,热量从高温物体传递到低温物体,而不是相反。熵的增加只是自然增长的一种普遍和常见的紊乱。

如果我们观察到一个现象,它的熵在开始时很低,那么它的熵增加的原因是显而易见的——在洗牌的过程中,一切都变得无序。

如果一副牌的前26张都是红色的,后26张都是黑色的,我们称这些牌的排列是“特殊的”和“有序的”。洗牌后,顺序消失了。最初的有序排列是“低熵”排列。

但是请注意,如果我们看的是卡片的颜色--红色或黑色,那么它是非常特殊的,因为我们关注的是卡片的颜色。如果前26张牌是红桃和黑桃,那么这种排列也很特别。要么它们都是奇数,要么是这一副牌中折叠最多的26张牌,要么是与三天前完全相同的26张牌...或者他们有其他共同点。

仔细想想,如果我们观察所有的细节,每个安排都是特殊的,每个安排都是独特的,因为每个安排都有自己独特的一面。

“有些安排比其他安排更特殊”的概念只有在我专注于卡片的特定方面时才有意义。如果我们把卡片彼此区分开来,那么所有的安排都是等价的:没有人比其他人更特别。只有当我们以模糊和近似的方式看待宇宙时,“特殊性”的概念才会出现。

玻尔兹曼解释说熵的存在是因为我们用模糊的方式描述世界。他证明熵是我们模糊的视觉无法区分的不同排列的数量。热量、熵和过去的低熵都是近似地和统计地描述自然的概念。过去和未来的区别与这种模糊性密切相关。如果我观察事物的微观状态,过去和未来的区别就会消失。

英国物理学家斯蒂芬·霍金的《时间简史》涵盖了不同版本的中文译本。《时间简史》一度引发物理学之外的“时间热”。

“现在”是空的

“在我看来,

这是当代物理学最令人震惊的结论。"

“现在”在遥远的地方发生了什么?例如,假设你姐姐去了比邻星,这个行星目前离我们大约四光年远,她现在在比邻星上做什么?

唯一正确的答案是这个问题毫无意义。仿佛我们在威尼斯,问:“北京在哪里?”这个问题毫无意义,因为如果我在威尼斯使用“这里”这个词,我指的是威尼斯的某个地方,而不是北京。

比邻星,离太阳系最近的恒星。

如果你妹妹在房间里,你想知道她现在在做什么,答案通常很简单:看看她。如果她很远,你可以打电话问她。但是请注意:如果你看到你的妹妹,并且你从她那里接收到你眼睛的光——光需要一些时间到达你,比如几纳秒——那么你看不到她现在在做什么,而是她几纳秒前在做什么。

如果她在纽约,如果你从利物浦打电话给她,她的声音需要几毫秒才能传到你,所以你能知道的最多的就是你姐姐几毫秒前在做什么。然而,可能没有任何明显的区别。

然而,如果你妹妹在比邻星,光从那里到达你需要四年时间。因此,如果你通过望远镜看到她或者从她那里收到无线电信号,你知道她四年前在做什么,而不是她现在在做什么。比邻星显然不是你通过望远镜看到或通过无线电听到的。

也许你会说,从你用望远镜看到你妹妹的那一刻起,四年后你会做什么?但事实并非如此,它也不起作用:在你通过望远镜看到她四年后,她可能已经回到了地球,而这将是十年后的事了(是的,这确实是可能的!).然而,现在不可能在将来。

也许我们可以这样做:如果十年前,你姐姐去了邻近的b星,带着她的日历去记录时间的流逝,那么我们可以说,对她来说,现在是她记录十年流逝的时候了吗?不,它也不起作用:也许当她回到这里的时候,和她的时间相比是十年,但是和这里的时间相比是二十年。在比邻星,现在是什么时候?

事实是我们需要放弃问这个问题。

在不同的地方同时寻找人。图为国内真人秀节目《世界上另一个我的欧洲季节》(Aiqiyi,2016)。

在比邻星,没有一个特定的时刻,它对应于此时此地。在我看来,这是现代物理学有史以来得出的最令人震惊的结论。

问你姐姐比邻星上的哪个时间对应于现在是没有意义的。这就像问哪个足球队赢得了篮球冠军,一只燕子赚了多少钱,或者一张纸条有多重。这些都是毫无意义的问题,因为足球队踢足球而不是打篮球。燕子不忙着赚钱。声音无法称重。“篮球冠军”指的是篮球队,而不是足球队。收入只关系到人类社会,而不是燕子。“现在”的概念指的是离我们很近、不远的东西。

我们的“现在”并没有延伸到整个宇宙,它就像我们周围的一个泡泡。

这个泡沫能延伸多远?这取决于我们时限的准确性。如果使用纳秒,“现在”的定义只有几米。如果你用毫秒,有几千公里。作为人类,我们很难分辨十分之一秒。我们可以把整个星球想象成同一个泡泡。谈到现在,我们可以把它看作是我们的同一个时刻。这是我们能做出的最大近似值。

“非线性时间”已经成为许多科幻电影中不可或缺的元素。

这就是我们的过去:发生在我们现在所见之前的事件。这就是我们的未来:在我们眼前所见之后会发生什么。在过去和未来之间,还有一段时间,既不是过去也不是未来,有一定的长度:火星上15分钟;比邻星八岁了。仙女座星系有几百万年了。这是延伸的礼物,也许是爱因斯坦最伟大和最奇怪的发现。

一个明确定义的“现在”存在于整个宇宙的想法是一种幻觉,是基于我们自身经验的不合理推断。

这就像彩虹与森林的交汇处。我们以为可以看到它,但当我们走过去寻找它时,它不在那里。

在行星之间的空间里,如果我想问“两块石头的高度是否相同”,正确的答案应该是:这个问题毫无意义,因为在整个宇宙中没有统一的“高度相同”的概念。如果有两个事件,一个在地球上,另一个在比邻星上,我问这两个事件是否“同时发生”,正确的答案应该是:这个问题毫无意义,因为宇宙中没有可定义的“同一时间”。

本文经姬伯田娟湖南科技出版社授权,由《时间顺序》第一部分第1、2、3节整合而成。标题由编辑添加,并从原文中删节和调整。整合:罗东;编辑:西西。校对:薛静宁。未经出版商或《新京报》书面授权,不得重印。请把它转发给朋友圈。

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