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三大主流物理學(xué)理論共同指向一個事實:宇宙中時間可能真的不存在

 孫丹陽 2021-01-28

如果某一天科學(xué)家告訴你:“時間不存在”,你會接受嗎?事實上,近代物理學(xué)的發(fā)展,正在越來越強(qiáng)烈地顯示出這種傾向。

這件事追根溯源的開端,是在量子物理學(xué)家首次試圖使用量子力學(xué)描述整個宇宙的時候:普林斯頓大學(xué)的惠勒和IAS的德維特二人,首次將相對論引力方程與量子力學(xué)理論結(jié)合起來,兩人獨(dú)立使用自己的方法建立的數(shù)學(xué)模型,得到了一個共通的、令人極其驚訝的結(jié)果:時間概念在相對論與量子力學(xué)結(jié)合之后數(shù)學(xué)的表達(dá)中,完完全全地被抵消了!

兩人在此基礎(chǔ)上,得到了一套描述宇宙整體行為的方程,在這個后來震驚物理學(xué)界的“惠勒-德維特方程”中可以看到一個極其詭異的結(jié)果:宇宙整體是靜態(tài)的,沒有任何東西在演化或者變化。這個結(jié)果顯而易見是錯誤的,因為任何一個人都能清晰感到“宇宙的變化”,哪怕你揮動一下手指,也能證明宇宙是存在變化的——也正是因此,這套方程會如此有名:因為它在數(shù)學(xué)上是徹底正確的,經(jīng)受得住來自各路科學(xué)家的檢驗,這非常矛盾!

那么問題到底出在哪呢?

科學(xué)家們開始嘗試用各種方法,找到這套方程中的破綻,但無一以失敗告終。后來許多人意識到一種極其不可能,但卻是唯一可能性的答案:時間本身并不存在,所以這套以“時間存在”為前提的方程,會顯示出宇宙處于靜態(tài)的矛盾結(jié)論。而如果“時間”這個物理量根本不存在的話,這套方程的矛盾也就迎刃而解了。這就像一個以“0”為分母的數(shù)字,在數(shù)學(xué)模型上會帶來無窮的矛盾意義,你對這種矛盾找尋的一切解決方法都無效,最終只有你意識到這個數(shù)字本身就“沒有意義”這件事,換句話說也就是該數(shù)字“不存在”的時候,這種矛盾才能得到了根本的解決。

這個結(jié)果造就了一批科學(xué)家開始研究“時間是否存在”的問題,同時也帶來更多的科學(xué)家對它的質(zhì)疑。

隨后,在試圖把相對論和量子力學(xué)結(jié)合起來這件事上,取得更加輝煌成就的理論誕生:弦理論。這個被主流科學(xué)家普遍認(rèn)為“一旦被實驗證實,將遠(yuǎn)超牛頓與愛因斯坦,一統(tǒng)物理學(xué)天下”的至高理論,在關(guān)于時間的問題上,依然強(qiáng)烈地表現(xiàn)出“認(rèn)為時間是虛幻”這個態(tài)度的——一如之前所有嘗試把相對論與量子力學(xué)結(jié)合起來的那些理論一樣,換句話說就是,所有那些試圖找到宇宙真相的理論。

弦論明確地指出,在小于“弦”的尺度之下,空間本身都不會存在。這直接幾乎等同于在說“時間不存在”了,因為顯然,時間是可以“無限小”的,而弦理論支持的真正存在的時空,是沒有這樣的存在的。同時它又清晰地給出了時間和空間在極度接近“弦”尺度時,變得越來越曖昧且糾纏的那種狀態(tài),也就是愛因斯坦繼相對論之后試圖找到的那個突破點:弦論雖然還沒有完全實現(xiàn)愛因斯坦的夢想,但至少和愛因斯坦同樣明確地展現(xiàn)了“時間不存在”的理論架構(gòu)。(相對論明確指出,時間只不過是空間在時空扭曲中的另一種展現(xiàn),它與空間享有相同的本質(zhì)。換句話說,人類概念里的那個“時間”根本就不存在。只不過愛因斯坦所處的那個年代,不方便直接說出這么驚世駭俗的話,否則一定會被關(guān)進(jìn)精神病院。)

隨后,在“時間不存在”道路上取得實驗性突破的是“量子糾纏”的證實。它讓許多科學(xué)家意識到,空間和時間都是由量子糾纏產(chǎn)生的。哥倫比亞大學(xué)的弦理論資深科學(xué)家馬爾達(dá)西那解釋道:“在更基本的層面上,也就是關(guān)于宇宙的直接構(gòu)成上,是不存在時間和空間之分的,只存在糾纏。只不過量子糾纏究竟使用了什么方式,讓空間和時間以如此明顯的方式區(qū)分開——至少在人類的感官中能夠明顯區(qū)分。這件事是目前沒人能夠回答的。“

這一切都預(yù)示著,愛因斯坦試圖找到的那個“大統(tǒng)一理論”當(dāng)中(也就是能夠把宇宙間四種基本力完全統(tǒng)一起來的一條簡單理論,找到它也就相當(dāng)于找到了宇宙間全部的真理,也就相當(dāng)于徹底把相對論與量子力學(xué)統(tǒng)一起來了,也就相當(dāng)于人類解開了宇宙萬物的一切真相,編者注),一定不會具備“時間”這個雞肋的物理量,因為它本身就是在人類的意識編織之上才“顯現(xiàn)”的一種錯覺,一旦涉及到更基本更實質(zhì)的層面,就煙消云散了。

筆者認(rèn)為,雖然我們普通人無法用科學(xué)家的嚴(yán)格思維去推導(dǎo)這件事,但是至少可以做出如下的設(shè)想:

假如人類身體與大腦中一切物質(zhì)的運(yùn)作都減緩為1/10的速度,而人體外部的世界正常運(yùn)轉(zhuǎn),那么在人類的角度,這個世界就獲得了10倍的加速,似乎時間也加快了10倍的流逝,但實際上并沒有。這個假設(shè)雖然不可能發(fā)生,但它至少可以說明,時間的存在,是依賴于人類意識這個東西的,而不是依賴于宇宙客觀存在本身。所以小編認(rèn)為,科學(xué)家們在朝著“大統(tǒng)一理論”發(fā)展的方向,愈發(fā)發(fā)現(xiàn)的“時間不存在”的強(qiáng)烈傾向,確實有極大的可能最終被實驗證實為正確的。也許那一天我們會認(rèn)識到一個全新的、更加充滿激情與夢想的宇宙吧。

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