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三大主流物理學理論共同指向一個事實:宇宙中時間可能真的不存在

如果某一天科學家告訴你:「時間不存在」,你會接受嗎?事實上,近代物理學的發展,正在越來越強烈地顯示出這種傾向。

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

兩人在此基礎上,得到了一套描述宇宙整體行為的方程,在這個後來震驚物理學界的「惠勒-德維特方程」中可以看到一個極其詭異的結果:宇宙整體是靜態的,沒有任何東西在演化或者變化。這個結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:因為它在數學上是徹底正確的,經受得住來自各路科學家的檢驗,這非常矛盾!

那麼問題到底出在哪呢?

科學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。後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:時間本身並不存在,所以這套以「時間存在」為前提的方程,會顯示出宇宙處於靜態的矛盾結論。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」為分母的數字,在數學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字本身就「沒有意義」這件事,換句話說也就是該數字「不存在」的時候,這種矛盾才能得到了根本的解決。

這個結果造就了一批科學家開始研究「時間是否存在」的問題,同時也帶來更多的科學家對它的質疑。

隨後,在試圖把相對論和量子力學結合起來這件事上,取得更加輝煌成就的理論誕生:弦理論。這個被主流科學家普遍認為「一旦被實驗證實,將遠超牛頓與愛因斯坦,一統物理學天下」的至高理論,在關於時間的問題上,依然強烈地表現出「認為時間是虛幻」這個態度的——一如之前所有嘗試把相對論與量子力學結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,在小於「弦」的尺度之下,空間本身都不會存在。這直接幾乎等同於在說「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,也就是愛因斯坦繼相對論之後試圖找到的那個突破點:弦論雖然還沒有完全實現愛因斯坦的夢想,但至少和愛因斯坦同樣明確地展現了「時間不存在」的理論架構。(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,它與空間享有相同的本質。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,不方便直接說出這麼驚世駭俗的話,否則一定會被關進精神病院。)

隨後,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。它讓許多科學家意識到,空間和時間都是由量子糾纏產生的。哥倫比亞大學的弦理論資深科學家馬爾達西那解釋道:「在更基本的層面上,也就是關於宇宙的直接構成上,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麼方式,讓空間和時間以如此明顯的方式區分開——至少在人類的感官中能夠明顯區分。這件事是目前沒人能夠回答的。「

這一切都預示著,愛因斯坦試圖找到的那個「大統一理論」當中(也就是能夠把宇宙間四種基本力完全統一起來的一條簡單理論,找到它也就相當於找到了宇宙間全部的真理,也就相當於徹底把相對論與量子力學統一起來了,也就相當於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」的一種錯覺,一旦涉及到更基本更實質的層面,就煙消雲散了。

筆者認為,雖然我們普通人無法用科學家的嚴格思維去推導這件事,但是至少可以做出如下的設想:

假如人類身體與大腦中一切物質的運作都減緩為1/10的速度,而人體外部的世界正常運轉,那麼在人類的角度,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,但實際上並沒有。這個假設雖然不可能發生,但它至少可以說明,時間的存在,是依賴於人類意識這個東西的,而不是依賴於宇宙客觀存在本身。所以小編認為,科學家們在朝著「大統一理論」發展的方向,愈發發現的「時間不存在」的強烈傾向,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識到一個全新的、更加充滿激情與夢想的宇宙吧。

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