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時(shí)間掌控我們的生活,,每個(gè)人都希望擁有更多的時(shí)間,。企業(yè)用時(shí)間賺取金錢,科學(xué)家能非常準(zhǔn)確地測(cè)量時(shí)間,。美國研究人員研發(fā)出一款原子鐘,,這款鐘倘若在宇宙誕生時(shí)啟動(dòng),至今誤差也不超過1秒,。 時(shí)間究竟是什么,? 加拿大的圓周理論物理研究院專門研究物理學(xué)的基礎(chǔ)問題。該研究院的創(chuàng)辦人之一李·施莫林教授與這個(gè)難題纏斗許久,,他表示:“面對(duì)科學(xué)時(shí),,了解時(shí)間的本質(zhì)是關(guān)鍵?!?/p> 一些科學(xué)家認(rèn)為時(shí)間并不存在,。但施莫林認(rèn)為,這是受到根深蒂固的觀念和晦澀難解的數(shù)學(xué)誤導(dǎo)的結(jié)果,。他在自己頗具爭(zhēng)議的新書《時(shí)間重生》中表示,,時(shí)間是萬象的根基,是解釋宇宙運(yùn)行的關(guān)鍵,,與我們的存在息息相關(guān),?!翱茖W(xué)界視時(shí)間為幻象,這點(diǎn)很難對(duì)付,?!彼硎荆胺磳?duì)時(shí)間存在的理論核心,,依憑的是我們理解物理定律的方式,。”不是說物理定律錯(cuò)了,,而是科學(xué)家沒有理解它們真正的來源,。“根據(jù)以往的見解,,宇宙中發(fā)生的一切都受物理定律的主宰,。”他說,,“物理定律是絕對(duì)的,,不受時(shí)間影響?!边@項(xiàng)特性使得物理定律能非常有效地預(yù)測(cè)未來:只要在重力定律中代入地球今天的位置,,就可計(jì)算出 100 萬年后地球的準(zhǔn)確位置。 這些物理定律似乎也顯示了時(shí)間真正的性質(zhì),。施莫林表示:“物理定律顯示,時(shí)間流只是個(gè)方便的假象,,可由計(jì)算取代,。”換句話說,,時(shí)間只是讓方程式吐出正確答案的小技巧,。 物理定律和時(shí)間概念仿佛威力無窮,受到鼓舞的物理學(xué)家試圖找出足以解釋萬物(包括宇宙整體)性質(zhì)的定律,,卻屢屢遭遇難題,。 300多年前,牛頓試圖將他的萬有引力定律套用在整個(gè)宇宙上,,卻發(fā)現(xiàn)在處理無限空間時(shí)失效了,。后來,愛因斯坦提出了更周全的廣義相對(duì)論,,并成功套用在宇宙上,,但在大尺度上解釋大爆炸時(shí)還是失敗了。 時(shí)間只是畫格,? 20世紀(jì)60年代中期,,美國理論物理學(xué)家約翰·惠勒和布萊斯·戴維特決定將所有科學(xué)領(lǐng)域中最成功的理論——量子理論——套用在宇宙上,,看看能否得到新結(jié)果。量子理論主要運(yùn)用于次原子世界,,但理論上,,它可以解釋萬物,包括宇宙尺度,。 惠勒和戴維特成功推導(dǎo)出復(fù)雜得嚇人的方程式,。這個(gè)方程式根據(jù)量子理論描述了宇宙的真實(shí)性質(zhì)。有一點(diǎn)相當(dāng)令人震驚:這個(gè)方程式包含許多物理量,,但大家都認(rèn)為應(yīng)該出現(xiàn)的一項(xiàng)卻缺席了,,那就是時(shí)間。 “根據(jù)惠勒-戴維特方程式,,宇宙的量子狀態(tài)是凍結(jié)的,。”施莫林表示,,“量子宇宙是不會(huì)改變的宇宙,,一直保持現(xiàn)狀?!边@與我們所見的真實(shí)情況完全不同,。天文學(xué)家堅(jiān)稱,宇宙誕生自大爆炸,,現(xiàn)在仍在不斷膨脹,。不斷有恒星誕生和死亡,人類也是如此,。這中間一定有什么差錯(cuò),。 許多理論物理學(xué)家試圖找出方法,讓惠勒-戴維特方程式所描述的“沒有時(shí)間”的宇宙,,出現(xiàn)我們認(rèn)知中的時(shí)間,。 施莫林說:“我詳細(xì)研究過這些方法,我認(rèn)為它們?nèi)疾豢孔V,?!彼J(rèn)為,只有從根本上重新認(rèn)識(shí)時(shí)間,,才能解決這一矛盾,。 不過,不是每個(gè)人都同意這種說法,。有些人認(rèn)為,,無論我們覺得多難以接受,惠勒-戴維特方程式確實(shí)揭示了時(shí)間的真相。持這類看法的人士中,,以英國牛津大學(xué)客座教授,、理論物理學(xué)家朱利安·巴伯最為著名。他花了數(shù)十年時(shí)間探索惠勒-戴維特方程式的意義,,并于 1999 年出版了相當(dāng)出名的巨著《時(shí)間的終結(jié)》,。 巴伯認(rèn)為,我們不能忽視惠勒-戴維特方程式中的時(shí)間含義,。他認(rèn)為宇宙其實(shí)是一大批靜止的“現(xiàn)在”,,就像宇宙影片膠卷上的畫格。 要解釋宇宙的運(yùn)作,,在任何時(shí)刻(或“現(xiàn)在”)都不需要考慮時(shí)間,。時(shí)間的流動(dòng)感來自我們的心智處理這些畫格(巴伯稱之為“時(shí)間膠囊”),但時(shí)間本身并不存在,。 施莫林十分贊同巴伯的研究成果,,并說“這是理解量子宇宙論的最佳思考方法”,甚至在自己的理論中納入巴伯的某些最新想法,。不過,,他認(rèn)為巴伯的概念和各種“沒有時(shí)間”的宇宙理論具有相同的缺陷:它難以提出可檢驗(yàn)的預(yù)測(cè),而且無法解釋沒有時(shí)間的物理定律最初從何而來,。 宇宙演化論證明時(shí)間存在,? 施莫林認(rèn)為自己能解決這些麻煩,甚至做得更多,。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo),,他開始研究目前全宇宙最奇特的物體——黑洞。 黑洞由巨大的恒星塌縮形成,,最出名的特點(diǎn)是重力場(chǎng)極強(qiáng),,連光都逃不出它的掌握。我們目前仍不確定黑洞內(nèi)部發(fā)生過什么,,但依據(jù)量子理論的線索,黑洞中心可能是全新宇宙的誕生地,,每個(gè)新宇宙都遵循不同的物理定律,。 施莫林指出,如果這個(gè)說法正確,,那么達(dá)爾文的進(jìn)化論可套用在宇宙上,,最常見的宇宙將是最適合孕育黑洞的宇宙。他表示,,我們可以在宇宙中檢驗(yàn)這套理論,。歷經(jīng)無數(shù)次演化之后,宇宙現(xiàn)在應(yīng)該按照適合孕育黑洞的物理定律運(yùn)作。根據(jù)施莫林的說法,,天文物理學(xué)家可以檢驗(yàn)這是否正確,,并且回溯相關(guān)證據(jù)的發(fā)生時(shí)間。 不過,,最令人驚訝的證據(jù)或許是人類的存在,。巨大恒星在超新星爆發(fā)中死亡,黑洞于焉誕生,。有趣的是,,這些恒星也制造了形成生命所需的碳、氧和其他元素,。沒有這些巨大的恒星,,就沒有孕育宇宙的黑洞,也沒有不斷演變的物理定律,,當(dāng)然也沒有人類,。 因此,施莫林提出,,人類的存在或許正是宇宙演化的證據(jù),。由于演化得花時(shí)間,所以時(shí)間確實(shí)存在,。這種證明時(shí)間真實(shí)性的論證方式相當(dāng)令人驚奇,,不是所有人都能接受。德國科隆大學(xué)的理論物理學(xué)家克勞斯·基佛教授表示:“說這些講法投機(jī)我覺得不為過,?!彼踔翉母旧腺|(zhì)疑施莫林的這番論述:“目前完全沒有證據(jù)能證明新宇宙是誕生自黑洞內(nèi)部?!?/p> 爭(zhēng)辯仍待時(shí)間厘清 有一點(diǎn)大家都同意:時(shí)間的確感覺像是真的,, 而且毫無疑問,施莫林的證明方式十分大膽,。 如果他是對(duì)的,,那么我們的宇宙只是無窮系列中最新的一個(gè)。宇宙隨著時(shí)間相繼出現(xiàn),,物理定律演化至今,,不僅變得適合形成黑洞(新宇宙的誕生地),還適合形成生命(包括人類)的基礎(chǔ)元素,。換句話說,,時(shí)間解釋了我們的宇宙為何正好具備適合人類生存的條件。 點(diǎn)擊下方“閱讀原文” 了解飛碟君最新活動(dòng),! |
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