第四十九期:时间可能是世上最大的集体幻觉
大家好,这里是喜马拉雅科技频道独家栏目《锋言疯语》,由兔子疯了工作室制作,主播:刘延锋,兔大王。
【开篇】
从今天开始我将要和大家聊一个比较抽象的话题,那就是“时间”。
其实早就想和大家聊这个话题了,比如时间有没有一个明确的开始呢?时间能不能倒流、加速,甚至是停止呢?我相信很多人都思考过类似的问题。可是从古至今,不少人类当中最聪明的大脑都在这些问题上被卡住了,所以这又是一个很难讲得通俗易懂的大课题,要不要在咱们这种比较轻松的科学节目里谈它,我之前还真是犹豫了很久。
直到上个月《星际迷航》的最新一部作品《超越星辰》在国内上映,我才终于下定决心。这个系列电影那就不用我多说了,堪称科幻迷心中的神作,感兴趣的朋友自己去看,我在节目中绝不剧透,之所以要借着它上映的时机来谈这个话题,就是因为在这类以宇宙为背景的科幻电影中经常会出现穿越时间的关键人物,主人公动不动就回到过去拯救地球,或者跑到未来消灭敌人,这就不禁让人产生疑问:剧本这么写有没有科学根据呢?如果只是为了剧情需要而毫无理论基础,那这种电影还有什么看头呢?
所以啊,为了解决这个问题,我从这期节目开始,就和您好好的重新认识一下时间这个概念,听完节目之后您再去看科幻电影,那绝对会有不一样的体验。好,下面正式开始,我们今天先从时间的本质聊起。
【第一部分 时间是幻觉】
当你听到这一句话的时候,你会认为此时此刻,也就是“现在”正在发生,而且也只有现在才是真实的,过去回不去,未来还没来,人永远只能活在现在这一刻。所以时间给人的感觉像是在不断流动的,我们说话、思考和行动的模式,全都建立在这一基础之上。
这种想法非常自然,但是很可惜,没有科学依据,也就是说我们生活在一个物理世界中,但是在物理学的谱系里却没有“现在”这个概念,不仅如此,在最近几年,越来越多的理论物理学家甚至开始相信,连时间都是不存在的。
兔大王:那我问你,人老了以后为什么头发会由黑变白?汽车为什么能在马路上发生位移?这些现象不都是某些物理属性随着时间发生的变化吗?如果世界上不存在时间,那我们是如何观察到变化的呢?
这个问题问的非常专业,有一种解释是这样的,说时间是一种演生属性,也就是只能在高层次体现出来的属性,一旦还原到基本层面就没有了。
举个例子,咱们面前这张桌子摸起来是硬的,“硬”就是一个演生属性,一旦咱们把它看作是一大堆原子的组合,而事实上它的确是一大堆原子组成的,那么“硬”这个属性就不存在了,你总不能说原子是硬的吧?所以这种理论认为,构成这个世界的基本成分里并没有时间,它是在形成世界之后才出现的。
这其实又回到了我们之前讲过的,宏观世界与微观世界的区别了,我们先说牛顿的经典物理吧,经典物理你别看咱们一般人都能理解,随口还能说出几条公式,但要是深入一研究就会发现,其实它对时间这个概念的要求是很高的。拿一道小学生的数学题来举例子吧,说小明和小红从同一个位置往同一个方向出发,小明的速度是1米/秒,小红2米/秒,小明先出发1分钟,问小红多久能追上他?这道题很简单吧,但是对时间的要求可不简单。
首先,它要求时间必须是绝对的,也就是说,一件事发生在另一件事之前还是之后或者是同时发生,这必须有唯一的答案;其次,时间必须是连贯的,不然你没办法定义速度和加速度;第三,时间还必须有一个长短的概念,小明每秒走1米,但是博尔特每秒能跑12米,这就要求经典物理必须明确1秒钟是多长;除此之外,牛顿还规定了时间应该有个箭头,告诉我们哪个方向是过去,哪个方向是未来。
兔大王:这有什么不对吗?我觉得时间就应该是这样的。
没什么不对的,至少在20世纪之前没有人质疑牛顿的理论,但是颠覆性的人物迟早要出现,第一个攻击传统时间观念的人是奥地利物理学家路德维希?玻尔兹曼,他提出的理论认为,无论时间是正着流淌还是反着流淌,牛顿定律都适用呀,那为什么还要搞个箭头呢?科学家们一研究,还真是这么回事,这就好像你录下一段火车向前开的录像,然后你再倒着放,火车的运动一样也遵守牛顿定律,那这个箭头还有什么用呢,拿掉就行了。
第二个发动进攻的是爱因斯坦,根据他的狭义相对论,两件事情是否同时发生,取决于观察者的速度有多快,以不同速度运动的观察者看到的事情是不一样的。等到了1915年,他发表了广义相对论,传统的时间观念就更尴尬了,因为爱因斯坦证明了引力可以扭曲时间,我这边的一秒钟跟你那边的一秒钟可能完全不一样。不知道大家有没有看过诺兰导演的科幻大片《星际穿越》,那里面的主人公造访的第一个星球就因为引力不同,所以在那呆一个小时,相当于咱们这边的7年。这样一来,如果爱因斯坦是对的,那我们对于时间的传统观念,基本上就可以全部推翻了。
顺便我再多说一句,在之前的节目里,我们讲过爱因斯坦和玻尔的那场世纪大战,其中的关键问题就是爱因斯坦无法接受量子理论中的量子纠缠,因为那种鬼魅般的超远距离作用刚好否定了爱因斯坦的相对论,不过这一部分内容实在是太复杂了,所以我们不在今天的节目里过多讨论,大家只需要了解,一直到今天,支持相对论的物理学家和支持量子理论的物理学家还在相爱相杀呢。
其实我们可以用一个比较清楚的比喻来形容时间在相对论中的地位,那就是钱。
我们都知道,自然界中是不存在钱的,这是我们人类发明的概念,其实时间也一样,只是为了方便统一的测量物体变量而已。还记得我在讲《人类简史》的时候,举过的那个用苹果换鞋的例子吗?
兔大王:我明白了,你的意思是说,如果没有时间的概念,我们用不同物体的变量相互测量也是可行的。比如,我不说咱们这期节目的时间是10分钟,我就说这期节目的长度等于博尔特跑了7200米。
非常正确,就是这个意思,这就等于我们不用钱来做交易,直接拿苹果换东西,虽然很麻烦,但理论上完全说得通。说到这里,我们终于有可能接近时间的本质了,那就是这个宇宙中或许并不存在时间,但是当我们想把不同的东西关联起来的时候,时间就存在了。而我们之所以好像能够感觉到时间在流淌,正是因为我们自己本身也是宇宙中的一部分,也需要经常和其他东西关联起来。
【第二部分 时间从未流逝】
当然,我上面说的这些也只是目前科学界的一种观点,离真正搞清楚时间的本质还远着呢。所以,时间真实存在也好,只存在于幻想中也罢,都不影响我们的日常生活,但是,接下来我要说的这个问题就比较具有现实意义了。那就是时间真的会流动吗?
我们中国人常说“时光如梭”、“光阴似箭”,莎士比亚则把时间比作风车,反正意思差不多,都是在形容时间是流动的,我们每个人都在时间的长河中度过一生。但事实上真的是这样吗?物理学家有不同意见,他们认为过去和未来都是确定好的,就在那摆着,只不过你看不见而已。举个例子来说吧,现在有一个人从你头顶上飞过,而且是以80%的光速飞过,那么他所经历的时间就和你不同了,或许比你快一点或许慢一点,也就是说你只能看到你的现在,而他却能看到你的过去和未来,取决于他往哪个方向飞。那么我们是不是就可以说,其实你的未来已经确定好了呢?这可不是我在吓唬你,这是用爱因斯坦的狭义相对论推导出来的。
兔大王:物理学家怎么都那么讨厌呢,老说这种听不懂又反驳不了的话。
那我们不说物理学家了,说说哲学家的意见,他们研究时间问题可比物理学家早,类似的争论可以追溯到古希腊的巴门尼德和芝诺。碰巧的是,他们也认为时间并不流动,你想想看,我们说一个物体是运动的,一般怎么描述呢?
兔大王:它刚才在那,现在在这,所以它运动了。
没错,很明显,我们是通过测量物体的位置随着时间的改变,而谈论物体运动的,但是我们要如何谈论时间本身的运动呢?我们顶多会说:“时间每一秒钟前进了一秒钟。”这不是等于没说吗?所以啊,时间是不会动的,动的是我们自己,这就是哲学家的逻辑推理。
兔大王:我发现哲学家比物理学家更讨厌,那我以后就不能说光阴似箭了,只能说我似箭。
我看可以。
【尾声】
好啦,今天的节目有点费脑力,如果一遍没听清楚,欢迎您多听几遍,这可不是要大家做无用功,因为一旦你接受了这些理论,你的人生态度就不一样了,想想看啊,如果你愿意相信时间并不流动,那么你就不用再为未来焦虑,也不能再为过去悲伤了,生活中的一切其实都取决你个人的选择和努力,所以从今往后再也不要说什么相信时间的力量了,相信时间会证明一切,事实上,时间什么也证明不了,只有你自己才是改变世界的关键。感谢大家收听我们的节目,这里是《锋言疯语》,我们下期接着聊时间。
联系客服