时间的秩序
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各位好,我们今天在北京回龙观的樊登书店,为大家录制本周的新书。我们很久没有录过这么惊世骇俗的书了,今天这本书大家要做好听不懂的准备,因为这本书看起来都费劲,名字叫作《时间的秩序》,但是我保证它非常有趣——因为这本书要告诉我们,时间这件事根本不存在。
它不是一本奇奇怪怪的书,它是理论物理学家写的书。这本书的作者是当代非常著名的理论物理学家,他所研究的方向叫作圈理论。大家都知道,物理学现在有一个很流行的理论叫弦理论,弦理论是我们解释宇宙的一种方法。而他认为最能够自洽的是圈理论,这个理论认为时间是不存在的,这让大家没法接受。
【住在山上老得更快?】
那么,一个人在山下生活和在山上生活的确是不一样的,在山上生活的人老得会更快一点。当然这个差别很细微,但你如果能够用更准确的测量仪器来测的话,是能够看得出来的。所以爱因斯坦为什么伟大呢?因为爱因斯坦洞察这一切的时候,还没有这样的计时器。他不是通过发明这个计时器,去测量了才知道这一切的,而是凭脑子想出来的。他通过计算,认为用这种方法能够很好地解释地心引力,这就是爱因斯坦伟大的地方。他颠覆了牛顿原来的解释,我相信牛顿如果地下有知的话,他会非常欣慰,因为牛顿在世的时候,也认为地心引力的解释是不完美的,他没法解释超距作用。你首先要接受这一点,接受了以后就知道,时间的统一性是不存在的。也就是说在高空中,在地面上,时间的统一性不一样。
【时间并非单向流逝的】
在我们的脑海中,觉得时间是单向的:过去,现在,未来。记得宋丹丹讲的吗?过去、现在和将来。所有的人觉得无论怎么样,时间都是按照这个顺序去流动的。那么,唯一能够把过去和未来区分开来的物理定律是什么呢?大家想想看。比如力学定律,我用力推向这个桌子,作用力和反作用力是可逆的;电磁学的定理,记得吗?右手螺旋法则,左手螺旋法则,通过磁可以产生电,通过电可以产生磁。它们都是可逆的。所以在大量的物理学的定理中,几乎都是可逆的,它没法证明时间的不可逆性。人类能够相信时间的不可逆性,唯一的一条定律是热力学第二定律。热力学第二定律说的是什么呢?就是熵增是不可逆的。
什么叫熵增?熵是用来度量混乱度的一个大致的说法。鲁道夫·克劳修斯曾经阐述过一条非常著名的定理,就是“不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化”,这就是热力学第二定律的雏形。“其他任何一条定律都无法做到这一点。掌管力学世界的牛顿定律不行,描述电与磁的麦克斯韦方程组不行,爱因斯坦相对论的引力方程不行,海森堡、薛定谔、狄拉克的量子力学方程也不行。”不行的意思就是它都是可逆的,那些方程都是可逆的。“描述基本粒子的20世纪物理学还是不行……这些方程都无法把过去与未来区分开。如果这些方程允许一系列事件发生,那么也会允许这一系列事件在时间上的逆过程发生。在世界的基本方程中,仅仅有热量的地方,时间之矢才会出现。”
什么叫时间之矢?就是那个箭头。只有在我们描绘熵增这件事情上,我们能够看到什么叫时间的流逝,就是从不混乱变得越来越混乱。这是我们能够看到的唯一的物理学的方程,代表时间的存在。所以,“每当过去与未来的差别显现,都会有热量参与其中” 。这就是热力学第二定律提供给我们的一个时间之矢。