陈根:时间的启示

文/陈根
时间 , 看不见摸不着 , 是单位 , 是现象 , 也是存在 。 人类似乎特别擅长感知时间——我们都知道时光流逝是什么感觉 。 现在发生的事很快就变成了过去 , 今天转眼就变成了昨天 。 生活在温带气候的人们 , 每年都还能看到季节更替 。 并且 , 随着我们长大成人 , 我们越来越意识到时光飞逝 。
自古及今 , 不论是哲学家、科学家 , 还是文学家 , 都从未停止对时间的讨论 。 人们渴望了解时间的概念 , 时间的叙事框架 , 时间的科学原理 。 归根到底 , 关于时间的全部讨论 , 都不是单纯的某一学科的问题 。 人们期望时间能成为人类文明的一个交点 , 那个交点将会是关于世界本质、人类存在、社会生活的一切问题的答案 。
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时间“一去不复返”
“一去不复返”是人们对时间最初的认识 。 早在公元160年 , 罗马帝国哲学家马可·奥勒留就把时间描述为一件件流逝的事件 。 这一观念或许来自对自然的观察和最纯粹的感知 。 太阳东升西落 , 花开花落 , 四季更迭 , 时间就这样以一致和可测量的速度 , 从过去到未来、沿着固定的方向流逝 。
从科学的角度来说 , “时间概念的诞生”可以追溯到17世纪 , 也就是牛顿和以他为代表的经典力学体系的出现 。 在牛顿体系中 , 时间和空间都是绝对的 , 任何事情都发生在某个时刻的某个地方 。 换句话说 , 牛顿的体系反映了一种决定性的世界观 , 世界变得可以被预测 。
由于牛顿体系完全符合人们日常对世界的认知 , 因此 , 在很长一段时间里 , 这一认识一直是科学界的主导 。 尽管牛顿力学可以被认为是有史以来人类提出过最成功的理论 , 然而到了20世纪 , 这一理论的大坝上还是出现了裂痕 , 从那时起 , 时间的概念也开始丧失掉其原本的绝对性 。
爱因斯坦的相对论打破了牛顿绝对的时间观念 。 爱因斯坦证明了时间是相对的 , 时间同空间一样被编织在宇宙结构中 , 是可以弯曲的 。 每个人的时间都在流逝 , 但在不同情况下 , 时间流逝的速度却可能并不相同 , 如果一个物体移动得快 , 时间的速度就会慢一些 。
电影《星际穿越》里 , 主人公们跑到黑洞边上探测另一颗星球 , 而把一个同伴留在远处的宇宙飞船上 。 几个小时过去 , 主角回到飞船时 , 却发现留守的同伴已经年老 。 原来 , 对于他们来说只是过去了几个小时 , 可对同伴而言 , 已经过去了二十几年 。
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此外 , 当爱因斯坦进一步将时空与质能方程的研究结合起来时 , 还指出了质量与能量对时间的不同影响 , 即让时间变慢的不仅仅是速度 , 重力也会让它变慢 。 爱因斯坦认为 , 在没有重力的环境下 , 时间是均匀流逝的;而地球作为一个质量极大的物体 , 它会让自身附近的时间变慢 。
在爱因斯坦的相对论中 , 事物不是按既定的顺序发生的 。 的确 , 宇宙中的许多事件都可以按顺序排列 , 但时间并不总是被整齐地划分为过去、现在和未来 。 一些物理方程式的计算结果中 , 时间可以双向运动 。
至此 , 人们对时间的认识也从绝对转向了相对 , 但真正为时间规定了方向的 , 则启发于相对论提出之前的热力学第二定律 。 热力学第二定律表示 , 一个孤立系统的熵(一种系统无序性的度量)在后来时刻的值 , 将大于或者至少是不小于它在之前时刻的值 。 就是这条定律开辟出了一条理解时间流逝的路 。
熵就是一种向无序发展的秩序 , 是结构性屈服于随机性的秩序 。 宇宙开始于一种低熵的状态 , 这也是为什么各种形式的生命都是有可能诞生的 。 从那时起 , 熵就一直在增高 。 太阳最终会迎来死亡 , 银河系中的所有恒星都终将死亡 。 整个宇宙将慢慢崩塌 , 最终达到最大熵或热平衡的状态 , 届时能量与质量将均匀分散在整个宇宙中 , 那时宇宙将变成一个寒冷、黑暗又苍凉的地方 。
一个物理系统总是从低熵向着高熵发展 。 宇宙自诞生之日起就势不可挡地向着高熵状态发展 , 恰恰是这股势头让人类觉察到了时间的存在 , 认为时间是从过去向着未来流逝的 。 也正是这种不可逆转的特性频繁地出现在我们的日常生活中 , 为人们积累了大量经验:玻璃破裂不可符合、热水变冷不可再热 , 从里向外挤牙膏很容易 , 把牙膏塞回牙膏皮里却很难 。