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北京時間3月15日消息，據國外媒體報道，2018年4月，在倫敦皇家科學院（Royal Institution）著名的法拉第劇院，卡洛·勞維利（Carlo Rovelli）做了一個長達一小時關于時間本質的演講。一條紅線橫跨舞臺，成為這位意大利理論物理學家演講主題的隱喻。“時間是一條長線，”勞維利說道。線的左邊是過去，屬于恐龍，屬于大爆炸；線的右邊則是未來，充滿了未知。“我們大概在這里，”勞維利一邊說著，一邊把一個登山扣掛在紅線上作為標記，代表現在的時間。




然后，他翻了下講稿，解釋道：“我將告訴你們，時間并不是這樣的。”

勞維利繼續挑戰我們關于時間的常識。他首先分析的是時間在所有地方都以相同速率運轉的觀點。事實上，當時鐘處于更強大的引力場時，它會行走得更慢。當你把顯示同樣時間的時鐘放到不同的場里，比如一個放在太空，另一個放在地球上，過一會再把它們放在一起，你會發現它們顯示出不同的時間。“這是一個事實，”勞維利說道，并指出這意味著“你的頭會比你的腳更老”。另外一個需要認清的概念是我們共享著對“現在”的感覺。我們并沒有真正與任何人共享現在的時刻。“如果我看著你，我看的是現在的你嗎？事實并非如此，因為光線從你那里到我這里需要時間，”他說，“因此，我看到的是過去一小會的你。”所以，“現在”的真正含義是我們沒有超出一個“時間空泡”的范圍，在這個空泡中，“我們可以忽略光線來回的時間”。 接下來，勞維利討論了時間只以一個方向——從過去到未來——流動的概念。與廣義相對論、量子力學和粒子物理學不同，熱力學中嵌入了時間的方向。熱力學第二定律指出，孤立系統中的總熵（或者說無序性）不會隨著時間推移而減少。不過勞維利表示，這并不意味著我們對時間的傳統觀念有了更穩固的基礎。熵，或者說無序性，是主觀的——“秩序存在于觀察者的眼中。”換句話說，過去和未來之間的區別，以及熵隨時間的增長，都取決于宏觀的效應——“我們描述系統的方式，反過來又取決于我們如何與系統相互作用，”勞維利說道。
在講到最后一個關于時間的普遍觀念時，勞維利變得有點謹慎起來。他的科學觀點認為，時間是離散的——它不是無縫的，但具有量子。這一觀點還不是很有說服力。“為什么？因為我還在做！它還沒有出現在教科書中，”勞維利說道。他寫下的關于量子引力的方程提出了關于“時鐘測量”的三個問題。首先，存在最小的時間量，其單位不是無限小。其次，由于時鐘和所有物體一樣，都是量子的，因此可以是時間讀數的重疊。他說：“你不能說這個事件和那個事件之間是一定的時間，因為，正如量子力學中總是發生的那樣，可能存在時間流逝的概率分布。”這就意味著第三點，在量子引力中，你可以擁有“對一系列事件的局部概念，這是最小的時間概念，而且是唯一保留下來的東西，”勞維利說道。事件并不是線性排列的，而是“彼此混淆和連接”，同時沒有“一個首選的時間變量——任何東西都可以作為一個變量”。
即使是“現在正轉瞬即逝”的觀念也經不起推敲。當然，在古典的牛頓物理學中，現在的確是“可怕的短暫瞬間”。“但這不是世界設計的方式，”勞維利解釋道。在四維時空中，光的蹤跡是一個圓錐，或者說是連續增大的圓圈，就像池塘里的漣漪一樣，這些蹤跡會隨著光的行進而增大。沒有信息可以越過光錐的邊界，因為這要求信息傳播的速度超過光速。
“在時空中，過去就是我們經過的光錐里的一切，”勞維利說道。他同時用手指著一個顛倒的圓錐形狀。“所以不管怎么樣它都在影響我們。未來則恰好相反，”此時勞維利又指著一個正立的圓錐說道，“所以在過去和未來之間，并沒有一條線存在——那里有大量的時間。”勞維利請一位聽眾想象自己住在距離地球約50萬光年的仙女座星系。“對我而言，你生命中的一百萬年既不是過去，也不是未來。因此現在并不單薄，而是厚重得可怕，”勞維利說道。
勞維利的演講讓人想起他在《時間之序》（The Order of Time: Studying time）一書中的一句話：研究時間“就像是手中拿著一枚雪花：當你研究它時，它會在你的指間漸漸融化，最后消失不見。”（任天）
作者簡介：Brian Gallagher，科學網站Nautilus的博客欄目“真相如此浪漫”（Facts So Romantic）的編輯。







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