·无限杂思· 驱逐时间的大接力

刘洪波 湖北仙桃人。长江日报评论员,高级记者。

爱因斯坦的名言代表了物理学对时间的看法:“我们这些相信物理的人都知道:过去、现在和未来的区别,不过是一种顽固而持久的错觉。”这是世界无关乎时间的一种明确宣示。

尽管驱逐时间的潮流主要发生在物理学界,但考虑到近代以来物理学对认识建构的基础性地位,如果时间只被认作为一种心理现象,那么由时间观念奠基的世界意义就一定会发生深刻的危机。

自古以来,天与地显而易见的分割,造就了人的一般认识。天上与地下,天堂与尘世,上优下劣,如此等等。把天与地等而视之,难以想象。地球中心论既符合直观,也符合这一直观所构造的秩序观念,它表达了地球人的自我中心,也表达了下民对上苍的敬畏。

从欧几里德到伽利略,大约两千年间,用数学规律解释物理运动,并不常见。信仰“万物皆数”的毕达哥拉斯学派从来未成为显学,而且早已沉寂。圆周运动用于描述天体,与其说是研究物理,不如说是论证天堂。数学是完美而永恒的,天堂也是完美而永恒的,两者正好合拍。这一点,即使哥白尼也没有突破,他仍然相信天体在作圆周运动。地上的物体怎样运动,人间的事物怎样运动,人们凭经验和直觉加以说明。完美的天堂与不完美的世界,永恒的天堂与被不完美的时间限制的世界,判然有别。

日心说给人以巨大的困扰。地球与星辰一样穿行于天堂,尘世与天堂秩序何在?从伽利略开始,“天地平等”的科学观开始建立起来。伽利略用抛物线去描述物体的下落,他还发现了天堂并不完美,如太阳上有黑点,月亮上有山峰,太阳之外还有太阳。开普勒发现行星轨迹不是正圆而是椭圆,并给出了精确的公式。牛顿实现了天地描述的统一,物体下落与星辰不落隐秘的共通性被揭示,这都是因为万有引力,地上的物体和天上的星辰都走着圆锥切线,而如果没有引力,物体将匀速行进在直线上永不停止。

物理学的成功,使数学成为科学的普遍语言,使科学成为数学的应用场景。人们相信万物有着一体的逻辑,给出初始条件就可以把整个宇宙用公式描述出来。在这样一种宇宙图景中,时间的地位是什么呢?要么宇宙都受制于时间,生生灭灭;要么万物都脱离了时间,生死不过是幻象。或者说,宇宙要么都是“地下”,因而受时间控制;要么都是“天上”,由永恒支配。

牛顿学说给予绝对时间概念,把时间与测量紧密联系起来。精密测量意味着时间分割的细化,这构造了一种与绵延流逝的时间不同的时间观念。天体观测、计时技术与物理学进步配合完好,物体运动转化成为数学对象。“绝对时间”与真实的时间并不相同,在真实的时间中,我们体验到时间一去不回,一只球有着颜色、形状、大小、材质、重量的变化。而在物理学中,球只是具有力学性质的点,数学方程得到的轨迹曲线被认为比运动本身更本质。当科学用坐标来表示物体位置和运动轨迹时,时间进一步空间化了,好像时间只有通过空间方式才能表达出来。

科学实验作为基本的科学方法,要义在于控制条件,把实验对象同整个世界隔离开来。我们用审视世界一个极小部分的方式,去获得关于整个世界某一因素起作用的规律。实验隔离空间,也需要冻结时间。惟有如此,我们才有可能去研究事物。得到一个公式、一条曲线,它便是永恒的、放诸宇宙皆成立的结论,一个与时间无关的真理。但世界从根本上说不是可隔离的,普遍真理可能只是局域的近似;从隔离出的极小对象得出的结论,能否运用到整个宇宙值得怀疑。

爱因斯坦似乎把时间请回了物理学,其实是完成了物理学最后的去时间化。他抛弃了绝对时间观,使时间不再作为变化的容器,而是被塑造为变化本身,没有普适于各处的准确时间。换个角度看,就是时间变得更不真实了,因为我们无法确定两件事情是否同时发生,“现在”只有在相互关系中才具有意义,所以“现在”何所指是可疑的。相对论对时空的坐标表达,也以图形化方式加固了人们的印象:时间可以完全成为数学概念,与时间相关的运动都可以转化为不含时间的几何定律。

在广义相对论中,重力场弯曲了时间和空间,行星围绕太阳转,不是太阳直接施放引力,而是太阳弯曲了四周的时空,使得行星绕着这个弯曲的时空运动。每个物体都在弯曲周围的时空场,物体间的关系形成复杂的空间几何,也形成复杂的时间网络,每个时钟都以不同速度在走动。时间的走动方式是无限多的,也没有独立于空间和物质、能量的时间,时间、空间与物质、能量总是扭结在一起,重力可以使空间压缩成黑洞,也可以使时间停止。

更重要的是,因为大爆炸发生之后,时间才开始,所以时间不是宇宙的基本维度。时间存在于物理规律中,而不是物理规律存在于时间之中。时间是被制造的量,终究而言,它需要在物理学中被解释,而不足以解释其他东西,这是广义相对论对时间的最后处置。

量子物理学家把量子力学外推到量子宇宙学,在微观尺度的基点上建构宇宙学解释,量子预设本身就是对时间不可分的绵延性的否定,数学演算给出的永远不可观测的多元宇宙图景很像是玄学。

一定程度上,可以说物理学史是对时间的一场驱逐大接力。物理学扩展至宇宙学的数学化、推算化、去时间化发展,终于引起一种反对的声音。李·斯莫林,加拿大圆周理论物理研究所的创始人,就是一位坚定的时间捍卫者。他认为伽利略以来的物理学,有效性在于认识宇宙的局部,不足以描述整个宇宙;数学不能推演宇宙,只能作为近似地描述宇宙的工具;宇宙在时间中诞生,是一种时间现象,而不是由大爆炸而开始。


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