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時間只是幻覺嗎?「時間乃浮現的性質」

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時間只是幻覺嗎?「時間乃浮現的性質」

「時間」隨著鐘錶的滴答聲流逝,這是我們再熟悉不過的日常經驗,然而事實上,「時間」可能並非宇宙的基本物件?

撰文╱卡倫德(Craig Callender)
翻譯/張明哲


重點提要
■在當今的物理學中,時間是個特別熱門的主題。為了尋找統一理論,物理學家必須重新檢視非常基本的假設,而其中最基本的幾乎就是時間了。
■有些物理學家認為時間其實不存在,有些人則認為應該讓時間升級而非降級。在這兩種觀點之間,還有一個有趣的想法:時間存在,但並非基本。我們察覺到的時間,是由一個靜態的世界浮現出來的。
■早在蘇格拉底之前,哲學家就曾經辯論這些想法,但現在物理學家把它弄得更具體。有種說法是,時間可以自宇宙的切割中產生;我們察覺到的時間反映了這些切割區塊之間的關係。


你在讀著這個句子時,很可能會想著「這一刻」(就是現在),也就是正在發生的「當下」。此時此刻似乎很獨特、很真實。不管你對過去有多少記憶、對未來如何憧憬,你都活在當下。當然,你閱讀剛剛那句話的那一刻已經不再,這句才是當下。換句話說,時間似乎在流動,亦即「當下」也在不斷更新。在我們直覺的深處,未來是開放的,直到它成為現在,而過去已被固定住了。時間流動時,這種過去固定、現在發生、未來開放的結構不斷在時間中前進。這種結構深植於我們的語言、思考和行為中,我們的一生該怎麼過正懸於此。

雖然這種想法很自然,卻無法在科學裡找到相應的語言。物理的方程式無法表明哪些事件正在發生,就像一幅沒有標記「你在此處」的地圖。方程式中沒有「現在」,因此也沒有時間流。除此之外,我們可以從愛因斯坦的相對論得知,不只是單一的現在不存在,事實上每一刻都同樣真實,未來並不比過去開放。

科學對時間的理解,與我們日常生活對時間的理解有著巨大的鴻溝,這讓歷史上的思想家大感困惑。一旦物理學家逐漸剝奪我們賦予時間的平常屬性,這個鴻溝益形加深。現在,物理時間與經驗時間的裂口已深及根基,因為有許多理論物理學家開始認為,時間甚至根本不存在。

時間並非宇宙真實結構的一部份,這種想法剛開始很令人震驚,難以想像它如何說得通。我們所做的每一件事,都是在時間裡做的,這個世界就是由時間串起的一連串事件,每個人都可以看到我的頭髮變白、物體移動之類的事件。我們看到了變動,而這種改變是相對於時間而言的。少了時間,世界就會全然靜止。一個沒有時間參數的理論,就必須解釋:如果世界實際上並沒有變動,為什麼我們會看到事件的變化。

最近的研究正嘗試面對這項挑戰。雖然時間可能並不存在於最基本的層次,但它可能在較高的結構中產生:這就像桌子雖然是由一堆內部幾乎空空如也的粒子所組成,但摸起來還是很結實。固體是粒子集體浮現的性質,因此時間也可能是由世界某些基本組成浮現出來的性質。

「時間乃浮現的性質」,這種想法有可能和一個世紀前的相對論或量子力學同樣具有革命性。愛因斯坦曾說,他在構思相對論時,最關鍵的進展來自於他對時間的重新理解。而物理學家在追求統一相對論與量子力學的夢想時,他們相信時間一樣是個關鍵。2008年,基礎問題研究院(FQXi)針對「時間的本質」舉辦徵文,有些現代物理學的重量級人士也前來參與。許多人認為統一理論描述的會是個沒有時間的世界,有些人則極不願放棄時間這個概念。不過他們都同意,要在統一理論上有進展,必須先對時間做深入思考。





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