忘掉你认为你知道的关于时间的一切

L4月上旬，在伦敦皇家学院著名的法拉第剧院，卡洛·罗维利（Carlo Rovelli）就时间的本质做了一个小时的演讲。一条红线横跨舞台，象征着这位意大利理论物理学家的主题。“时间是一条长长的队伍，”他说。左边是恐龙的过去，右边是未知的未来。“我们就在这里，”他说，挂着一个钩环，作为现在的标记。

然后他翻转了剧本。“我要告诉你，现在是时候了不他解释道。

罗维利继续挑战我们对时间的常识性概念，首先是时间以统一的速度在任何地方滴答作响。事实上，当时钟处于更强的引力场中时，时钟的滴答声会变慢。当你把附近显示同一时间的时钟移动到不同的领域，一个在太空，另一个在地球，比如说，然后把它们重新组合在一起，它们将显示不同的时间。“这是事实，”罗维利说，它的意思是“你的头比你的脚老”。此外，不参加比赛的人也有“现在”的共同感觉。我们并不真正与任何人分享现在的时刻。“如果我看着你，我现在能很好地看到你，但不是真的，因为光需要时间从你身上传到我身上，”他说。“所以我觉得你有点过去的因此，“现在”除了“我们可以忽略光来回所需的时间”这一暂时的泡沫之外，没有任何意义

罗维利接着提出了这样一个观点：时间只朝一个方向流动，从过去到未来。与广义相对论、量子力学和粒子物理学不同，热力学嵌入了时间的方向。它的第二定律表明，孤立系统中的总熵或无序度永远不会随时间而减少。然而，这并不意味着我们传统的时间观念有更坚实的基础，罗维利说。熵或无序是主观的：“秩序在看的人的眼中。”换句话说，过去和未来的区别，熵随时间的增长，取决于宏观效应——“我们描述系统的方式，而这又取决于我们如何与系统互动，”他说。

“你生命中的一百万年对我来说既不是过去也不是未来。所以现在并不稀薄，而是厚得可怕。”

谈到最后一个普遍的时间概念，罗维利变得更加谨慎了。他的科学论点是时间是离散的——时间不是无缝的，但有量子——不那么可靠。“为什么?因为我还在做!课本上还没有。”他说，他写下的量子引力方程表明了关于“时钟测量”的三件事。首先，时间是最小的——它的单位不是无限小第二，因为时钟和每个物体一样都是量子的，它可以是时间读数的叠加。“你不能说这个事件和这个事件之间有一定的时间量，因为在量子力学中，时间流逝的概率分布总是存在的。”这意味着，第三，在量子引力中，你可以“事件序列的局部概念，这是时间的最小概念，这是唯一剩下的东西，”罗维利说。事件不是按直线排列的，“而是相互混淆和连接的”，没有“首选的时间变量任何东西都可以作为变量。”

即使是现在转瞬即逝的观念也经不起推敲。在经典牛顿物理学中，现在的时间确实“短得可怕”。“但这不是设计世界的方式，”罗维利解释道。光在四维时空中追踪一个圆锥体或连续的更大的圆，就像池塘上的涟漪，随着它们的移动而变得更大。没有任何信息可以跨越光锥的边界，因为这需要信息以高于光速的速度传播。

“在时空中，过去就是我们过去的光锥中的任何东西，”罗维利说，他用手做了一个倒转的光锥形状的手势。“所以这就是任何能影响我们的东西。未来是相反的事情，”他继续说，现在指着一个直立的圆锥体。“因此，在过去和未来之间，不仅仅是一行，还有大量的时间。”罗维利让一位观众想象他住在250万光年之外的仙女座星系。“你生命中的一百万年对我来说既不是过去也不是未来。所以现在并不稀薄，而是厚得可怕。”

听罗维利的描述，我想起了他新书中的一句话，时间顺序当前位置“学习时间”就像手里拿着一片雪花：当你学习它时，它在你的手指间慢慢融化，然后消失

布莱恩·加拉赫是《事实》杂志的编辑，非常浪漫鹦鹉螺博客。在推特上关注他@加拉格尔酒店.

观察：为什么时间的本质是理论物理学的核心问题。

这篇经典的事实如此浪漫的文章最初发表于2018年8月。