忘掉你认为你知道的关于时间的一切

我4月，在伦敦皇家学院著名的法拉第剧院，卡罗·罗韦利作了一次演讲小时的讲座关于时间的本质。一根红线横跨舞台，象征着这位意大利理论物理学家的主题。“时间是一条很长的线，”他说。左边是过去——恐龙，大爆炸;右边是未来——未知。“我们算是在这里了，”他说，在上面挂了一个锁扣，作为现在的标志。

然后他翻转了剧本。“我要告诉你，现在是时候了不就像这样，”他解释道。

罗维利继续挑战我们对时间的常识性概念，从时间在任何地方都以统一的速度滴答作响开始。事实上，时钟在更强的引力场中走得更慢。当你把附近显示相同时间的时钟移到不同的区域——一个在太空，另一个在地球上——然后再把它们放在一起，它们会显示不同的时间。“这是事实，”罗维里说，意思是“你的头比你的脚老。”同样不可能成功的还有“现在”的共同意义。我们不与任何人分享当下。“如果我看着你，我现在看到了你——但不是真的，因为光从你到我需要时间，”他说。“所以我看到你有点过去的因此，“现在”除了“我们可以无视光来回穿梭的时间”这个暂时的泡泡之外，就没有别的意思了。

Rovelli转向了时间只在一个方向流动的观点，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，在一个孤立系统中，总熵，或无序，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，Rovelli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，反过来又取决于我们如何与系统相互作用，”他说。

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——它的单位不是无穷小的．其次，由于时钟和所有物体一样都是量子的，所以它可以叠加时间读数。“你不能说这个事件和这个事件之间是一定的时间，因为在量子力学中，时间流逝可能有一个概率分布。”这意味着，第三，在量子引力中，你可以有“一个事件序列的局部概念，这是一个最小的时间概念，这是唯一剩下的东西，”Rovelli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”。

就连“现在转瞬即逝”的观念也经不起推敲。当然，在经典的牛顿物理学中，“现在”是“短得可怕”的。“但世界不是这样设计的，”Rovelli解释道。光在四维时空中沿着一个圆锥体，或连续的更大的圆圈，就像池塘上的涟漪，随着它们的移动而变大。没有任何信息可以越过光锥的边界，因为这需要信息以超过光速的速度传播。

“在时空中，过去是我们过去的光锥内部的任何东西，”罗维利说着，用手比划着一个倒置的光锥的形状。“所以它是任何能影响我们的东西。未来是相反的东西，”他接着说，现在指着一个直立的圆锥体。“所以在过去和未来之间，并不是只有一条线，而是有大量的时间。”罗维利请一位听众想象他住在仙女座，离我们250万光年远。“对我来说，你一百万年的生命既不是过去，也不是未来。故今不薄;这是可怕地厚。”

听着罗维利的描述，我想起了他新书中的一句话，时间的顺序研究时间“就像手中握着一片雪花:慢慢地，当你研究它的时候，它会在你的指缝间融化，然后消失。”

布莱恩·加拉格尔是《浪漫的事实》的编辑鹦鹉螺博客。在推特上关注他@brianga11agher．

看:为什么时间的本质是理论物理学的核心问题。