時間的秩序-讀書筆記

本書作者是卡洛·羅韋利，意大利理論物理學家，圈量子引力理論的開創者之一。曾在美國、意大利工作，現在法國帶領量子引力研究小組，著有暢銷科普作品《七堂極簡物理課》《現實不似你所見》。羅韋利以其簡潔詩意又充滿熱情的科普講述驚艷世界，被譽為「讓物理變性感的男人，下一個史蒂芬·霍金」。《七堂極簡物理課》這本一百頁的小書在意大利出版後創造了驚人的銷售成績，被譯為40多種語言，引爆全球科普閱讀熱潮。

從《七堂課》到《現實》再到這本《時間的秩序》，羅威利的每一本書都不是簡單的科普讀物。他更關心的是人類，他想從一個物理學家的角度給予我們內心所需要的慰藉。那麼這本書就是物理學與哲學的完美融合，用詩意語言、前沿物理學理論探索時間的本質，顛覆我們的常識與直覺。在我們的直覺里，時間是全宇宙統一的，穩定地從過去流向未來，可以用鐘錶度量。可羅韋利向我們揭示出一個奇怪的宇宙，在這裡，時間的特質一一坍塌，在最基本的層面上，時間消失了。他告訴我們，我們對時間流逝的感知，取決於我們的視角。

時間的顛覆

作者說，運動的物體比靜止的物體經歷更短的時間段：鐘錶會記錄更少的時間，植物會長得更慢，年輕人做白日夢的時間更少。對運動的物體而言，時間會收縮。不僅不同地點沒有一個單一的時間——甚至對同一個地點而言，單一的時間都不存在。時間長短只與擁有既定軌跡的物體的運動有關。「固有時」不僅與你的位置和與物體的鄰近程度有關，還與運動的速度有關。

時間無法統一

假設你姐姐在房間裡，你想知道她在幹什麼，很簡單，我們只需要看看她就知道了。那如果你在北京，而你姐姐在紐約呢？嗯，打個電話就可以了。但這時候你看到的、聽到的，並不是此刻的姐姐，你看到姐姐的時候，說明你接受了從姐姐這裡傳到你眼睛裡的光線，光需要花一點時間才能傳到你那裡，哪怕只是幾納秒的時間。

所以，你看到的不是此刻姐姐在幹什麼，而是幾納秒之前姐姐在幹什麼。如果你從紐約打電話給姐姐，姐姐的聲音傳遞到你那裡，需要幾毫秒的時間，你聽到的也不是姐姐此刻的聲音，而是姐姐幾毫秒之前的聲音。

再比如，可能我們會覺得只是幾納秒、幾毫秒的差距我們根本就感覺不到，那如果你姐姐在比比鄰星b上，光從姐姐這裡到你那裡，要花4年時間。假設你能用望遠鏡看到姐姐，你只能知道姐姐4年前在做什麼。

這個時候我們需要知道的是，4年後的姐姐，跟此刻的你並不處在同一個時間點。這就是愛因斯坦的相對論告訴我們的真相。在相對論里，時間和空間是不能分開討論的。可是，我們在定義「現在」這個概念的時候，沒有考慮空間因素，只考慮了時間因素。

所以，這個意義上講，在整個宇宙中並不存在一個共同的「現在」。我們平時所說的那個「現在」，它的有效範圍有多大取決於我們限定的精度。如果精度是納秒，「現在」只存在幾米之內；如果用毫秒，「現在」的範圍就要大一些，有幾千公里。

羅韋利說，「現在」就像是彩虹觸碰到森林的交界點，你可以看到它，但是當你走過去的時候，它並不在那裡。「現在」不過是人類根據自己的經驗產生的一種模糊的感受。時間也一樣。

在我們的經驗里，逝者如斯，時間是流動的，而且有方向。但是，當代物理學已經證明，這些感覺可能都是錯的。過去我們都覺得時間是統一的，物理學和天文學也都是在描述統一時間中的現象，但是這個統一的時間其實是人為設定的。愛因斯坦告訴我們，並不存在統一的時間，時間非常非常多，時空中的每一個點都有自己的時間。

人類已經發明了比傳統鐘錶更精密的儀器來測量時間的差距，可以證明愛因斯坦的觀點。如果你把一個儀器放在山頂，另一個放在海平面，時間在海平面上比在山上流速度更慢。這個結論已經不只停留在理論，也應用在現實生活中了。GPS衛星的時間跟地面的時間速度不一樣，就是因為考慮到了時間流速這種微小的差距。

時間沒有方向

時間在物理學裡有一個特點，叫作反演不變性（反演就是反過來演示）。如果已經知道行星現在的位置和速度，你就能用方程算出它在未來的位置和速度。但是，你也可以倒着算，算它在過去的位置和速度，這就叫反演。羅韋利說：這就是物理學方程里透露出的關於時間的秘密——時間其實沒有方向。而我們認為時間是有方向的原因與熱量有關。這是因為在物理學方程式里，有一個方程是不能反演的，就是熱力學第二定律。這個定律的核心就是熱量只能從高溫物體傳到低溫物體，反過來就不行。

舉個例子：

如果你看到一段視頻里有一顆球在滾動，你其實沒辦法分辨視頻是在正常播放，還是倒放，也就是說，視頻里的時間對你來說沒有方向。但是，如果球停下來，你就能確定它肯定不是倒放，因為你知道小球動起來之後會受到摩擦力，所以才會減速到靜止，你就知道了小球的時間方向，而同時你也知道，摩擦會生熱。這就可以說明，我們感知到時間有方向和熱量有關。

描述熱量變化的變量叫作「熵」。李劍龍老師告訴我，正因為時間和熱量變化有這種關係，所以物理學家都在猜想，時間的流逝和熵的增大很可能是一回事，是同一件事情的兩種不同表現。羅韋利提出了他最具顛覆性的觀點——時間並不存在。熵的增大就是從有序到無序的過程。羅韋利說：有序和無序本質上是人主觀的判斷，不是客觀的現象，所以宇宙中其實並不存在熵增，也就沒有一種客觀存在的時間。那為什麼有序和無序是主觀的判斷呢？

書中有這麼一個例子：

假設我們有一副牌，前26張是紅色的，後26張是黑色的，這個時候我們認為這副牌是有序的。然後洗牌之後，順序被打亂了，最初的有序變成了無序。作者就說，這個時候我們認為有序到無序是因為我們關注的是顏色。如果我們關注的是數字，那麼就沒有意義了。比如，2467和7642，無論怎麼洗它都是無序的。洗牌這個變化，是從有序到無序，還是從無序到無序，是由我們的主觀選擇決定。如果我們把撲克牌所有的變量—顏色、數字還有其他的因素—都考慮進去，我們很難說任何變化是從有序到無序。宇宙也一樣。宇宙在變化，就像洗牌一樣，其中的變量比撲克牌要複雜的多。我們認為宇宙處在熵增的過程中，是從有序到無序，很可能只是因為我們選擇了特定的變量來觀察宇宙。

作者說，他所研究的圈理論的成果可以佐證這個觀點。他們發現，如果從量子的尺度來觀察，量子的變化毫無規律，這些量子只是突然出現，又消失了。但是，如果我們從人類的尺度觀察，就會覺得量子的變化好像是有序的。人的尺度是模糊，一定會忽略掉很多變量；而量子的尺度就是絕對精確的，不會忽略某些變量，相當於考慮到了所有變量。我們觀察到有序，是因為在人的尺度上只能模糊地觀察，無法觀察全部的變量。

我們只能用一種模糊的方式來看待宇宙。我們才會覺得某些排列是有序的，才會覺變化的過程是從有序到無序，才會覺得存在熵增，存在時間。如果我們能夠達到量子級別的精確，熵增也就不存在了。宇宙中沒有客觀存在的時間。「現在」不過是人類根據自己的經驗產生的一種模糊的感受，「時間」 本身很可能也只是人類根據自己的經驗產生的一種模糊的感受。

也就是說，宇宙不存在單一的時間，每個軌跡都有自己的持續時間；根據位置與速度，時間會以不同節奏流逝；它是沒有方向的：在世界的基本方程中，過去與未來的區別並不存在；方向性只在我們進行觀察並忽略細節時偶然出現。在這種模糊的視角下，宇宙的過去處於一種奇特的「特定」狀態。「當下」的概念不再奏效：在廣袤的宇宙中，沒有我們可以合理地稱為「當下」的東西。決定時間長度的物理基礎不是一個區別於世界其他組成部分的獨立實體，而是動態場的一個方面。它會跳躍、漲落，只在相互作用時實體化，在最小尺度之下無法被發現。

沒有時間的世界

作者說，基本方程中「時間」的消失並不意味着世界會靜止不變。恰恰相反，這意味着變化普遍存在，無須被時間國王指揮；無數事件不必有序排列，或沿着單一的牛頓時間軸，或遵循愛因斯坦精妙的幾何學。世界的事件不會像英語那樣形成一個有序的隊列，而是會像意大利語那樣混亂地擠在一起。

時間由事件組成

時間雖然不存在了，但是世界上依然有事件、變化和關聯。他的意思是說，不管我們在哪個尺度上觀察，唯一不變的規律就是世界在變化。跟變化相對的，是靜止。在我們一般的認識里，靜止的是物體，變化的是事件。

作者說，整個科學的發展都在告訴我們，認識世界應該基於變化，而不是靜止。那些揭示出真相的理論，不管是牛頓力學還是量子力學都是在描述變化，描述事件是怎麼發生的，而不是物體是什麼樣的。量子的世界就是一個不斷變化的世界。從量子的視角來觀察的時候，世界不再由物體組成，而是由事件組成。我們所理解的物體不過是量子世界裡更長久的事件而已。

物體與事件的區別在於，物體在時間中持續存在，而事件的持續時間有限。石頭是典型的「物體」，我們可以問它明天在哪裡。與此相反，親吻是一個「事件」，問這個吻明天在哪兒是沒有意義的。世界由親吻的網絡構成，而非石頭。

就好比，最堅硬的石頭其實也在變化。石頭是量子場的複雜振動。它也可以看作是力的瞬間作用，是粉碎重歸塵土前短暫的平衡。這就是圈理論為我們描繪的世界。世界不是物體的牆，而是事件的網，它不能持久，它不斷轉化.羅韋利說，這或許不是學界已經公認的最佳答案，但是這是他目前所知的唯一自洽的答案了。

舉個例子：

雲不是物體，是風吹過山上時空氣中水蒸氣的凝結，它也是事件的集合。人也不是物體，它是信息、光、語言進進出出的複雜過程，是社會關係、情感交流網絡中的一個結點。人也是事件的集合。那麼，如果時間不是世界的基本規則，我們人類稱之為 「時間」的東西，究竟是什麼呢？我的手錶測量的是什麼？總是向前奔跑，從不倒退的感覺又是什麼？愛因斯坦晚年曾經說過一句話，他說：像我這樣相信物理的人都知道，過去、現在與未來之間的區別，只不過是持久而固執的幻覺。

很多人引用這句話，因為他們覺得愛因斯坦是在討論物理學裡時間的本質。但是羅韋利說，人們其實誤解了愛因斯坦的意思。愛因斯坦這句話是寫給他好朋友的妹妹的，因為他的這位好朋友剛剛去世。

這句話前面愛因斯坦還說了一句話：「現在他（米凱萊）從這個奇怪的世界離開了，比我先走一步，但這沒什麼。」然後他才說，「像我這樣相信物理的人都知道，過去、現在與未來之間的區別，只不過是持久而固執的幻覺。」愛因斯坦在這句話里其實沒有涉及物理學家所理解的時間，他的這種感受來自對生命的體驗，生命脆弱，短暫，充滿幻覺。羅韋利說：這段話談到的事情比物理本身還要深刻。愛因斯坦背後的意思是，時間因為我們才產生。

時間流逝為何如此真實

時間之所以會從沒有時間的世界中顯現出來的，也是因為我們。時間流動和熵增有關。熵其實是一個相對的量，就像速度，一定得有一個參照系。當你說一列火車速度快，一定有一個更慢的東西在跟它比較，可能是另一列火車，也可能是一個奔跑的孩子。熵也一樣。

熵增不是世界本身的一種狀態，而是相對於我們的一種狀態。在我們看來，遙遠的過去世界的熵很低，世界處在熵增的過程中，所以一切從有序走向無序，有了過去和未來。這只是描述世界的一種方式而已，是我們選擇了這種特殊的描述方式。

我們所在的世界，很可能只是宇宙的一個子集。在這個子集裡面，我們觀察到了撲克牌的顏色這個「特殊」的規律，也就是熵在增大，所以我們認為過去的熵很低，所以熱力學會第二定律成立，所以世界會有進化、生命和思想。

但為什麼我們會屬於這些特殊的系統呢？蘋果長在喝蘋果酒的北歐，葡萄長在喝葡萄酒的南方，和這個是同樣的原因。或是在我出生的地方，人們居然剛好說的是我的母語；或是溫暖我們的太陽與我們的距離剛好合適——不近也不遠。這些例子裡，「奇特」的巧合都源於把因果關係搞反了：不是蘋果長在了喝蘋果酒的地方，而是在有蘋果的地方，人們才喝蘋果酒。這樣說的話，就沒什麼奇怪的了。

書中有這麼一個寓言故事：

公元1世紀用巴利文寫成的佛經《那先比丘經》中，那先比丘（Nāgasena）回答彌蘭陀王（King Milinda）的問題，否認了他作為實體的存在：

彌蘭陀王對智者那先說：「師父，您叫什麼名字？」

智者說：「大王，我被稱為那先。那先只是個名字、稱呼、符號、一個簡單的詞語，這裡並沒有人。」

國王被震驚了：

如果沒有人存在，那在這兒穿着衣服還能吃東西的是誰呢？他接着問道：頭髮是那先嗎？名字是那先嗎？感覺是那先嗎？

智者回答說：這些都不是。看起來，國王似乎贏了這場辯論，如果這些組成部分都是不是那先，那先一定是別的什麼，也就是我們一般所理解的眼前的這個人。

智者反駁到：輪子是戰車嗎？車軸是嗎？底盤是嗎？戰車是這些部分的總和嗎？國王說：「戰車」當然指的只是車輪、車軸、底盤這個整體的關係，以及與我們有關的整體運轉——超越這些關係與事件，並不存在一個「戰車」實體。那先勝利了，和「戰車」一樣，「那先」這個名字命名的只不過是關係與事件的集合。

我們是過程、事件、複合物，並且受限於時空。但如果我們不是一個單獨的實體，那麼是什麼建立了我們的身份和統一性呢？是什麼造就了這一切？是什麼讓我認為今天的我與昨天的我是同一個我，明天的我也是如此。

基於這一點作者給出了我們三個要素：

a、每個人都有一種視角

通過對我們生存必不可少的廣泛關聯，世界在每個人那裡得到映象。我們每個人都是複雜的過程，反映着世界，並以嚴格整合的方式，對我們接收到的信息進行加工和闡述。



b、組織為實體

我們會在一個大致均勻穩定的連續過程中，盡我們所能地通過聚合與分割來構想世界，與世界更好地相互作用。與其他團體建立聯繫：我們從同類那裡得到反饋，形成自我觀念，我們正是這種觀念的映象。

c、記憶

記憶就是把分散在時間中信息組合起來，是大腦處理信息的一種方式。最新的神經生物學研究發現，大腦里有一些基本結構，它記錄的不是瞬間的現象，而是運動的過程。一個物體出現在一個位置，又出現在另一個位置，大腦不會收到兩個不同的信號，只會收到一個信號。

就像你聽到一個音符的時候，大腦會把前一個音符和這個音符組合在一起，你聽到的才有可能是一段旋律。記憶把分散在時間中的過程聯結在一起，而這個過程組成了我們。在這個意義上，我們存在於時間中。關於時間，作者最後的結論就是：時間不是世界的基本法則，而是我們人類在特定的子集，從特定的視角觀察世界的時候，從世界中顯現出來的。

書里反覆了引用了《俄狄浦斯王》裡智者對俄狄浦斯的忠告：停下來，不要再調查了，否則，你會找到你自己。在這場關於時間的追問中，我們最終找到了我們自己。

借用作者的話：我不是此刻靠在沙發上在電腦上打下字母「a」的這副軀體，我是自己的念頭；我是我的熱愛，我的絕望。我是那個一分鐘以前為自己泡了杯茶的人，那個剛剛寫下正在完成的這個句子的人。如果這一切全部消失，我還在嗎？

我們是故事，被置於眼睛後方二十厘米的複雜之地，我們是事物混合在一起留下的痕跡畫出的線，朝向熵增的方向，朝向未來的時間。