
- 时间的流逝在山上要比海平面快。
- 放在地板上的钟表走得要比卓上的钟表稍微慢一点。
- 先于观察就理解某种事物的能力,是科学思想的核心。
- 爱因斯坦就意识到,时间在不同地方的流逝是不均匀的。
- 他猜想太阳和地球都改造了周围的空间和时间,就像一个物体浸入水中会把周围的水排开。对时间结构的改造进而影响了物体的运动,使得它们落向彼此。(这是广义相对论的精髓)
- 物体会使周围的时间变慢。地球是个庞然大物,会使其附近的时间变慢。
- 这就是在海平面高度居住的人衰老得慢一些的原因。
- 而在我们的星球表面,物体会自然倾向于向时间流逝更慢的地方运动。
- 物体会下落,是由于在较低的位置,时间被地球减慢了。
- 如果我们的双脚可以牢牢地站在地面上,那是因为我们的身体自然倾向于待在时间流逝更慢的地方,并且与你的头部相比,你的脚部的时间流逝得更慢。
- 因为万物遵循时间的秩序,将公平赋予彼此,互相补偿彼此间的而不公平。
- 我们描述的是事物在当地时间中的演化的方式,以及当地时间相对于彼此如何演化。
- 在不同的地方,它有着不同的节奏,在此处与在彼处的流逝并不相同。
- 如果周围没有任何变化,热量就不可能从低温物体传到高温物体。
- 在世界的基本方程中,仅仅在有热量的地方,时间之矢才会出现。
- 只有在有热量的地方,才会有过去与未来的差别。
- (熵)Delta S 永远大于或等于零:热力学第二定律(热力学第一定律是能量守恒定律)
- 萨迪-卡诺认为热量是一种物质,一种流体。他错了。热量是分子的微观振动。热茶中,分子振动得剧烈,凉茶里,分子振动得没那么剧烈。加热并熔化一块冰,会让分子剧烈地振动,失去它们之间紧密地联结。
- 在月球上,无法看到地球上生机勃勃地生命,无法看到植物与动物,无法看到欲望与绝望,只能看到一个蓝色地球体。
- 熵地增加只不过是普遍又常见地无序地自然增长。
- 是自然的无序化导致了越来越非特定,不特定的情形。
- 为什么在过去,熵要更低一些?
- 但为什么我们在宇宙中观测到的现象最初都处在熵较低的状态呢?
- 玻尔兹曼说明了熵之所以会存在,是因为我们以一种模糊的方式描述世界。
- 热量,熵,过去的低熵都是近似地,统计学性地对自然进行描述地概念。
- 过去与未来的区别只适用于我们对世界模糊的观察。
- 一种如此清晰,基本,存在的感觉,对时间流逝的感觉,真的有可能源于我无法认识世界的全部细节吗?
- 熵仅仅是我们模糊的视野无法识别的微观状态的数量。
- 时间失去了又一个重要组成部分:过去与未来的本质区别。
- 对于不停运动的人,时间流逝得更慢。
- 运动的那个衰老得慢一些,他的表走的时间少一些;他可以用来思考的时间更少;携带的植物要更久才能发芽;等等。因为对于一切运动的物体,时间流逝得要慢一些。
- 飞机上的钟表显示的时间落后于地上的钟表。
- t 是当我静止时流逝的时间,静止时事件发生的节奏,就像我自己;t’ 时“你的事件”,伴随你一起运动时事件发生的节奏。t是静止时我的手表测量到的时间,t‘ 是运动时你的手表测量到的时间。
- 运动的物体比静止的物体经历更短的时间段:
- 对运动的物体而言,时间会收缩。
- 然而,如果你姐姐在比邻星b上,光从那里到你这儿要花四年。因此,如果你从望远镜里看到她,或者从她那儿收到无线电信号,你得知的是她四年前做的事,而不是她现在在做什么。
- “现在的宇宙”是没有意义的。
- 对于父子关系建立的长幼次序,数学家有个术语:偏序。
- 人类通过父子关系形成一个“偏序”的集合(而非“全序”集合)。
- 宇宙的时间结构与此非常相似,也由圆锥组成。“时间先后次序”的关系是由圆锥组成的偏序。
- 它在宇宙事件之间建立起的次序是局部的,而非整体的。
- 光沿着这些圆锥的边线运动,这就是我们称之为“光锥”的原因。
- 简而言之,一个共同的当下并不存在:时空的时间结构并不是像这样的分层:, 而是完全由光锥组成的结构:
- 这就是爱因斯坦二十五岁时理解的时空结构。
- 十年之后,他意识到,时间流逝的速度在不同地方时不一样的。
- 例如,当引力波经过时,小光锥就会从右向左一起振动,就像风吹过麦穗。
- 这是因为黑洞的质量把时间减慢到相当慢的程度,以至于在边界处(称作“视界”),时间都静止了。
- 这就是黑洞的组成:光锥朝向内部倾斜,标记出视界,把未来的一片空间与周围一切隔绝开来。
- 自从我们认识到“宇宙的现在”并不存在,已经一百多年过去了。
- 多个世纪以来,我们都把时间按天为单位来划分。“时间”一词,源于印欧语系的词根di或dai,意为“分割”(to divide)。
- 1883年,人们达成了一个折中的方案,把世界划分为不同的时区,如此一来,就只需在每个时区内标准化时间。
- 但真正应该问的是:这两种思考时间的方式,哪一种可以让我们更好地理解世界?两种概念体系哪种更有效?
- 我们的感官无法证明牛顿时间的存在:它是一种精妙的理智建构。
- 时间的两种解释方案(亚里士多德认为,时间是关于事件的“何时”的量度;牛顿认为,时间是一种实体,即便没有事情发生也会流逝)对空间也适用。
- 亚里士多德是第一个敏锐地深入探讨“空间”或“位置”含义地人,并且得出了精确地定义:物体的位置是指其周围有什么。
- 因此,我们可以把周围的世界看作“几乎空空如也”,只有一些物体,或者换种说法是“完全充满了”空气。
- 是非把空气考虑在内,又是否把它们转化为空间的定义。
- 他不说杯子是空的,他说被子里充满了空气。
- 如今对我们而言很直观的东西,在过去是科学与哲学详细阐述的结果。
- 牛顿凭直觉知道的超越有形物质的时间与空间,的确存在,真实不虚。
- 但这块帆布与世上的其他东西是由相同材料构成的,与构成石头,光,空气的物质并无二至:它们都由场构成。
- 物理学家把构成世界物理实在的物质称为“场”
- “狄拉克场”是构成桌子与星体的材料;“电磁场”构成了光,也是使电动机运转和指南针指北的力的来源。
- 还有一种“引力场”:它是引力的来源,
- 时空就是引力场,反之亦然。
- 还记得第1章里在物体附件会变慢的时钟吗?更准确地说,它们会减慢是由于那里引力场较“少”,从而时间较少。
- 这幅图阐释了物理学中地“弯曲”时空。“弯曲”是由于被扭曲了:距离可以伸长或缩短,就像有弹性地床单被拉拽。
- 时间变成了于空间几何交织在一起地复杂几何的一部分。
- 真实的,数学的牛顿时间确实存在,它是一种真实实体,也就是引力场,那张有弹性的床单,图中的那个弯曲时空。
- 量子力学导致的三个基本发现如下:分立性,不确定性,于物理量的关联性。
- 量子即基本微粒。
- 对一切现象而言,都存在着最小尺度。
- 在引力场中,这被称作“普朗克尺度”,而最小的时间被称为“普朗克时间”。
- 5.39×10 -44秒。这就是普朗克时间。
- 时间的“量子化”表明,几乎所有时间t的取值都不存在。如果可以用人类能够想象出的最精密的钟表去测量一个时间段,我们会发现测得的时间只能有不连续的特定取值,因此不可能把这段时间看作连续的。我们必须把它看作不连续的:它并没有均匀流动,而是-在某种意义上-像袋鼠一样,从一个值跳向另一个值。
- 世界是精细地分立地,非连续的。
- 分立性在自然界中无所不在:光由光的微粒也就是光子组成,原子中电子的能量只能取特定值而非其他。
- 理论确认了这一想法:圈量子引力预言,基本的时间跳跃虽然很小,但有限。
- 普朗克长度大约为10 -33厘米。
- 量子力学的第二个发现是不确定性。
- 时空是像电子一样的物理客体。
- “涨落”并不意味着现象永远不能确定下来,而是说它只能在特定时刻,以某种不可预知的方式确定下来。
- 只有与物理系统相关联时,实体化才会发生。我相信,这一点是量子力学做出的最激进的发现。
- 当发生相互作用时,只有对与之相互作用的物体来说,时间才是分立的、确定的;对宇宙的其余部分,它们仍然是不确定的。
- 世界只是变化。
- 时间是对变化的量度;
- 世界处于永不停息的变化过程中。
- 整个科学的发展都表明,思考世界的最佳方式应该基于变化,而非不变。不是存在,而是生成。
- 通过把世界看作事件、过程的集合,我们得以更好地理解与描述世界。
- 世界并不是物体地集合,而是事件地集合。
- 与此相反,亲吻是一个“事件”,问这个吻明天在哪儿是没有意义地。世界由亲吻地网络,而非石头地网络构成。
- 经过更仔细地审视,实际上,即使那些最“像物体”的物体,也只不过是很长的事件。最坚硬的石块,根据我们所学的化学、物理学、矿物学、地质学、心理学,实际上是量子场的复杂振动,是力瞬间的作用,是粉碎重归尘土前短时间维持原状、保持平衡的过程,是星球元素间相互作用的历史中短暂的篇章,是新石器时代人类的痕迹,是一群孩子使用的武器,是一本关于时间的书中举过的例子,是本体论的隐喻,也是世界被分割出的一部分——那世界与其说取决于被感知的物体,不如说取决于我们进行感知的身体构造。
- 我们不能把物理世界看作由物体或实体组成,这行不通。
- 把世界看作事件网络才行得通。
- 山上的一朵云不是物体,而是风吹过山上时空中水蒸气的凝结;
- 一个家庭不是物体,而是关系、事件、感受的集合。一个人呢?当然也不是物体,就像山上的云,它是食物、信息、光、语言等进进出出的复杂过程。。。。。。它是社会关系、化学过程、情感交流网络中的一个结点。
- 只有借助描述原子中电子运动的薛定谔方程的解,原子的形状才最终被理解。又是事件,而非物体。
- 通过形成过程而非存在,我们理解世界。
- “物体”本身仅仅是暂时没有变化的事件。
- 让世界感到疲倦的不间断的事件并不是按时间顺序排列的,无法被一个巨大的钟表测量。
- 我们说过去或未来的事物曾经是真实地或将要是真实地,但我们不会说它们现在是真实的。
- 世界不应被看作一连串地当下。
- 因为它们使用了动词“存在”的不同含义。
- 这些都来自生命自身的体验:脆弱,短暂,充满幻觉。
- 如果我们可以找到足够多彼此同步的变量,就可以用它们来表示时间。
- 1967年,不含时间变量的量子引力方程首次出现,这个方式由两位美国物理学家布赖斯-德维特(Bryce Dewitt)与约翰-惠勒(John Wheeler)发现,如今被称为惠勒-德维特方程。
- 生而为人,我们依靠情感与思想而活。
- 这就是世界运行机制的基本形式,无须提到“时间”。不含时间的世界并不复杂,它是个相互关联的事件网络,其中的变量遵循概率法则,而我们居然在很大程度上知道怎样来描述它们。这是个清澈的世界,清风吹过,美丽如峰峦,亦如少年龟裂的嘴唇。
- 场以分立的形式显现:基本粒子、光子、引力子或其他“空间量子”。
- 这种相互作用就是世界的现象,是时间最微小的基本形式,既没有方向,也非线性。
- 它是一种相互作用,量子在相互作用中与发生相互作用的事物相关联,并且显现自身。
- 因为这些现象——包括时间的流逝——只有在与一个物理系统相互作用时才会出现。
- 是这些基本量子,以及它们之间的相互作用,决定了空间的延展与时间的间隔。
- 我们把世界分割成很多部分,用对我们有意义的概念来思考,这些概念只在特定尺度才会显现。
- 宇宙的运动从宇宙与我们之间的关系中显现。
- 世界上并没有猫、球队,没有高或低,没有云层表面,没有旋转的宇宙。。。
- 然而,有一个量不会变:孤立系统的总能量。能量与时间之间有着紧密的联系,它们组成了很有特点的一对物理量,物理学家称之为“共轭”,例如位置与动量,方向与角动量。这些成对的量彼此关联。
- 时间-能量-宏观态
- 模糊本身决定了一个特殊的变量:时间。
- :并不是时间的演化决定了状态,而是状态——模糊——决定了时间。
- 像这样由宏观态确定的时间被称为“热力学时间”。
- 当相互作用使得分子的位置确定之后,分子的状态就转变了。
- 这被称为量子变量的“非对易”,因为位置与速度“不对易”,意思是说,它们交换顺序会有影响。这种非对易是量子力学的典型现象。
- 我相信,这个热力学时间及量子时间,就是在真实宇宙中我们称为“时间”的变量,而在基本层面这个时间变量并不存在。
- 模糊的起源——量子不确定性,以及物理系统由无数分子组成这一事实,都是时间的核心。时间与模糊密切相关。模糊是由于欧美不知道世界的微观细节。物理学的时间,从根本上讲,是我们对世界无知的体现。时间即无知。
- 过去与未来之间的全部差别也许单纯是因为熵在过去要低一些。熵为何在过去会低呢?
- 我们才是旋转的那个!
- 世界的两个部分——我与一杯水之间的物理作用,独立于水中单个分子的运动。
- 从这种模糊之中,热量与熵的概念诞生——而这些与具有时间之流特征的现象紧密相连。
- 一个物体的速度不是这个物体本身的属性,而是这个物体相对于另一个物体的属性。
- 速度是一个物体相对于另一物体的属性,是个相对量。
- 熵也是如此。A相对于B的熵,要计算A与B之间的物理作用中未能区分的A的状态的数量。
- 这一事实开启了一种可能性:也许不是宇宙在过去处于一种特殊状态,也许其实是我们,以及我们与世界的相互作用,才是特殊的。是我们决定了特殊的宏观描述。
- 我们是宇宙某些方面很特殊的子集,正是这点确定了时间的方向。
- 但这两个例子有个关键的区别:在这个例子开始时,牌是随机排列的。是你记下了哪些牌开始时在上半部分,然后宣称它们很特殊。
- 对宇宙的熵而言,也许同样如此:也许并没有处于什么特殊状态;也许是我们处于一个特殊的物理系统中,相对于这个系统,宇宙的状态才很特殊。
- 因为在广袤的宇宙中存在着无数物理系统,彼此相互作用的方式更是数不清。
- 假定整个宇宙在过去都处于特别“特殊”的状态并不十分正常,但假设宇宙有一部分很“特殊”,就没有什么不正常的了。
- 如果宇宙的一个子集在这种意义上很特殊,那么对这个子集而言,宇宙的熵在过去就很低,热力学第二定律就成立;记忆会存在,痕迹会留下,也会由进化、生命与思想。
- 因此,也许,时间的流动不是宇宙的特征,就像天空的旋转来自我们在自己角落中的独特视角。
- 我们对世界的经验来自世界内部。我们给世界投去的每一撇都来自特殊的视角。
- 这些指示性的用法很明确地说明了视角是存在的,视角就是我们对可观测的世界做出的每个描述中都存在的要素。
- 我们见到的是一幅模糊的图景,这幅模糊的图景表明,与我们相互影响的宇宙的动力由熵掌控,它衡量模糊的程度。
- 在基本层面,世界是事件的集合,不按时间顺序排列。
- 数值决定了“世界相对于那个特殊子系统的状态”。
- 宇宙相对于S的熵,计量的是S无法分辨的宇宙的(微观)状态。
- 对这些系统S而言,涨落不对称,熵是增加的。这种增加就是我们体验到的时间流动。
- 推动世界的不是能量,而是熵。
- 真相是有很多能量,而且没有被消耗掉。世界运转需要的不是能量,而是低熵。
- 能量(无论是机械能、化学能、电能还是势能)都会把自己转化为热能,即热量,它会传到冷的物体。但要想把它取回来,重新用来让植物生长,或驱动发动机,这样的免费方式并不存在。
- 让世界运转的不是能源,而是低熵源。没有低熵,能量会稀释成相同的热量,世界会在热平衡中睡去——过去与未来不再有分别,一切都不会发生。
- 在地球附近,我们有着丰富的低熵源——太阳。
- 太阳对我们而言,是个丰富且持续不断的低熵源。
- 太阳的低熵来自何处呢?原来,太阳诞生于一个熵更低的状态,形成太阳系的原始星云甚至有着更低的熵,如此,一直向过去追溯,直到宇宙最初极低的熵。
- 正是这个熵的增加驱动了宇宙的伟大故事。
- 首先,宇宙熵增加的路上有很多阻碍和关闭的门,只有经历极大的困难才能出现通道。
- 什么会使星星燃烧呢?这就需要另一个熵增加的过程——环行星系的氢云引力造成的收缩。
- 引燃核聚变为熵的进一步增加打开了大门:氢燃烧为氦。
- 熵增本身也会打开新的大门,由此熵继续增加。
- 光合作用把来自太阳的低熵储存在植物里,动物则”进食“低熵。
- 每个单独过程的熵增使得整体能够运转。生命就是熵增过程的网络,这些过程可以作为彼此的催化剂。
- 生命仅仅是分解与消耗食物低熵的过程,它的结构本身就是无序的,和宇宙其余部分一样。
- 即便是最平淡无奇的现象都由热力学第二定律掌管。
- 答案是当石头撞击地球时,会加热地球:它的机械能会转化为热能,并且热量无法收回。
- 让石头停在地面以及让世界运转的,时熵,而不是能量。
- 宇宙的形成就是个逐渐无序的过程,
- 过去会在现在留下痕迹。
- 痕迹到处都有。
- 存在的是过去的痕迹,而非未来的痕迹,仅仅是因为过去的熵较低。
- 在没有热量的世界,一切都会有弹性地回弹,不留下痕迹。
- :虽然我们无法对过去做些什么,却能在不同的未来之间做出选择。
- 在我们的经验里,原因的概念在时间中是不对称的,原因先于结果。
- 如果一场海啸的两股波浪同时到达邻近的岛屿,我们会认为在过去有一个事件引起了这两股波浪,我们不会去未来寻找。
- ,而只有过去的低熵才能提供这种不可能。
- 那些存在于过去的原因只不过是过去低熵的显现。
- 伯特兰-罗素:因果关系法则。。。。是一个过去时代的遗迹,它的存在就像君主立宪制,被错误地认为无伤大雅。
- 而“特殊”是个相对地说法:相对于一种视角才特殊。它是一种模糊,由一个物理系统与世界其他部分地相互作用决定。因此因果关系、记忆、痕迹、世界以及发生的历史,都只是一种视角的结果,就像天空的旋转只是我们奇怪的视角的结果一样。于是,时间的研究不可避免地要回到我们地自身。
- 但世界不是由实体构成地,而是由彼此联系地事件组成。
- 那先胜利了,和“战车”一样,“那先”这个名字命名的只不过是关系与事件的集合。
- 我们是过程、事件、复合物,并且受限于时空。
- 第一个是,世界上每个人都有自己的一种视角。通过对我们生存必不可少的广泛的相互关联,世界在每个人那里得到映现。我们每个人都是复杂的过程,反映着世界,并以严格整合的方式,对我们接收到的信息进行加工和阐述。
- 我们身份基础的第二个要素与战车的例子相同。在反映世界的过程中,我们把它组织为实体。
- 我们把一堆岩石组合成一个单独的实体,命名为勃朗峰(Mont Blanc),把它看作一个统一的事物。
- 在与其他同我们相似的人接触过程中,我们形成了“人类”的观念。
- 当我们把自己看作个人时,我相信,我们正把发展出来用来与伙伴交往的精神回路应用于自身。
- 把自己看作主体并不是最基本的经验,而是个以其他众多思想为基础的复杂的文化推论。
- 我们学会了向自己投射生而为人的概念,作为数千年进程中进化引导我们发展出的附加属性,以便于团体中的其他成员建立联系:我们从同类那里得到反馈,形成自我的观念,我们正是这些观念的映像。
- 但是在身份的基础中,还有第三个要素,也许是最重要的一个:记忆。
- 我们存在的每个时刻都都通过记忆,由奇怪的三条线索与我们最近的和最久远的过去相连。我们的现在充斥着过去的痕迹。我们是自己的历史。我是我自己讲述的故事。
- 我是我自己的热爱。。。
- 记忆把分散在时间中的过程联结在一起,而这些过程组成了我们。
- 理解我们自己也就是反思时间,而为了理解时间,我们也要反思自己。
- 在很大程度上,大脑是一部收集过往记忆的机器,以便使用它们不断预测未来。
- 预测未来的可能性显著提升了我们生存的概率,因此,进化选择了允许它发生的神经结构,我们就是这一选择的结果。
- 我们感知的是在时间中发生与延续的事物。在我们的大脑中,时间中的延续被压缩为对一段时间的感知。
- 当我测量时间的时候,我是在测量当下存在于头脑中的东西。
- 对时间流逝的感知是内在的 ,它是头脑不可或缺的一部分,是过去在大脑中留下的痕迹。
- 因此这就是时间:只处于当下,以记忆与预期存在于我们的头脑中。
- 也就是说,事物不仅与客观世界有关,也与主体的认识方式有关。
- 但时间由我们的内在感知塑造——通过组织我们的内在状态。我们要再一次到与我们的思维和感知方式密切相关的事务中、到我们的意识中,去寻找这个世界的时间结构的基础。
- 无限的世界。
- 普鲁斯特《追忆似水年华》
- 显示只由记忆构成。
- 我们是故事,被置于眼睛后方二十厘米的负责之地,我们是事物混合在一起留下痕迹画出的线,朝向预测未来的事件,朝向熵增的方向,在这个巨大而混乱的宇宙中一个相当特殊的角落。
- 这个空间——记忆——与我们从不间断的预期过程结合在一起,构成了我们把时间感知为时间、把自己感知为自己的来源。
- 对我们这些大脑基本上由记忆和预见构成的生物而言,时间就是我们与世界相互作用的形式——它是我们身份的来源。
- 当然也是我们痛苦的来源。
- 时间流动的节奏由引力场决定,这种真实实体有自己的动力学,由爱因斯坦的方程描述。
- 恰恰相反,我们的宇宙是事件的世界,而非物体的世界。
- 从我们的视角——构成这个世界一小部分的生物的视角,我们看到世界在时间中流动。
- 来源于此的无知决定了一个特殊变量的存在——热力学时间。
- 也许我们属于世界的一个特殊子集,与世界其他部分相互作用的方式导致了热力学时间在一个方向上熵比较低。
- 我们人类就是宏大熵增历史的结果,有这些痕迹产生的记忆聚集到一起。我们每个人都是统一的存在,因为我们反映着世界,因为通过与同类接触,我们形成了统一实体的形象,也因为它是一种由记忆统一的关于世界的视角。
- 在日常生活中,我们相对于光速以低速运动,因此感觉不到不同时钟的不同固有时之间的差别,离物体远近造成的时间流逝快慢的区别对我们而言太小了,也无法区分。
- 我们经验的时间:均匀、统一、有序。
- 我们人类依赖于熵的增加,被固定于时间之流。我们就如《圣经-传道书》所言,生有时,死有时。
- 我们是漫长的化学、生物、文化结构的选择过程的产物——它们在不同层面已经相互作用了很久,以形塑我们之为我们的有趣过程。