人类是时间存在的证据？

文/罗伯特·马修斯+译/柏舟

时间掌控我们的生活，每个人都希望拥有更多的时间。企业用时间赚取金钱，科学家能非常准确地测量时间。美国研究人员研发出一款原子钟，这款钟倘若在宇宙诞生时启动，至今误差也不超过1秒。

时间究竟是什么？

加拿大的圆周理论物理研究院专门研究物理学的基础问题。该研究院的创办人之一李·施莫林教授与这个难题缠斗许久，他表示：“面对科学时，了解时间的本质是关键。”

一些科学家认为时间并不存在。但施莫林认为，这是受到根深蒂固的观念和晦涩难解的数学误导的结果。他在自己颇具争议的新书《时间重生》中表示，时间是万象的根基，是解释宇宙运行的关键，与我们的存在息息相关。“科学界视时间为幻象，这点很难对付。”他表示，“反对时间存在的理论核心，依凭的是我们理解物理定律的方式。”不是说物理定律错了，而是科学家没有理解它们真正的来源。“根据以往的见解，宇宙中发生的一切都受物理定律的主宰。”他说，“物理定律是绝对的，不受时间影响。”这项特性使得物理定律能非常有效地预测未来：只要在重力定律中代入地球今天的位置，就可计算出 100 万年后地球的准确位置。

这些物理定律似乎也显示了时间真正的性质。施莫林表示：“物理定律显示，时间流只是个方便的假象，可由计算取代。”换句话说，时间只是让方程式吐出正确答案的小技巧。

物理定律和时间概念仿佛威力无穷，受到鼓舞的物理学家试图找出足以解释万物（包括宇宙整体）性质的定律，却屡屡遭遇难题。

300多年前，牛顿试图将他的万有引力定律套用在整个宇宙上，却发现在处理无限空间时失效了。后来，爱因斯坦提出了更周全的广义相对论，并成功套用在宇宙上，但在大尺度上解释大爆炸时还是失败了。

时间只是一个个画格？

20世纪60年代中期，美国理论物理学家约翰·惠勒和布莱斯·戴维特决定将所有科学领域中最成功的理论——量子理论——套用在宇宙上，看看能否得到新结果。量子理论主要运用于次原子世界，但理论上，它可以解释万物，包括宇宙尺度。

惠勒和戴维特成功推导出复杂得吓人的方程式。这个方程式根据量子理论描述了宇宙的真实性质。有一点相当令人震惊：这个方程式包含许多物理量，但大家都认为应该出现的一项却缺席了，那就是时间。

“根据惠勒-戴维特方程式，宇宙的量子状态是冻结的。”施莫林表示，“量子宇宙是不会改变的宇宙，一直保持现状。”这与我们所见的真实情况完全不同。天文学家坚称，宇宙诞生自大爆炸，现在仍在不断膨胀。不断有恒星诞生和死亡，人类也是如此。这中间一定有什么差错。

许多理论物理学家试图找出方法，让惠勒-戴维特方程式所描述的“没有时间”的宇宙，出现我们认知中的时间。 施莫林说：“我详细研究过这些方法，我认为它们全都不靠谱。”他认为，只有从根本上重新认识时间，才能解决这一矛盾。

不过，不是每个人都同意这种说法。有些人认为，无论我们觉得多难以接受，惠勒-戴维特方程式确实揭示了时间的真相。持这类看法的人士中，以英国牛津大学客座教授、理论物理学家朱利安·巴伯最为著名。他花了数十年时间探索惠勒-戴维特方程式的意义，并于 1999 年出版了相当出名的巨著《时间的终结》。

巴伯认为，我们不能忽视惠勒-戴维特方程式中的时间含义。他认为宇宙其实是一大批静止的“现在”，就像宇宙影片胶卷上的画格。 要解释宇宙的运作，在任何时刻（或“现在”）都不需要考虑时间。时间的流动感来自我们的心智处理这些画格（巴伯称之为“时间胶囊”），但时间本身并不存在。

施莫林十分赞同巴伯的研究成果，并说“这是理解量子宇宙论的最佳思考方法”，甚至在自己的理论中纳入巴伯的某些最新想法。不过，他认为巴伯的概念和各种“没有时间”的宇宙理论具有相同的缺陷：它难以提出可检验的预测，而且无法解释没有时间的物理定律最初从何而来。

宇宙演化论证明时间存在？

施莫林认为自己能解决这些麻烦，甚至做得更多。为了达到这个目标，他开始研究目前全宇宙最奇特的物体——黑洞。

黑洞由巨大的恒星塌缩形成，最出名的特点是重力场极强，连光都逃不出它的掌握。我们目前仍不确定黑洞内部发生过什么，但依据量子理论的线索，黑洞中心可能是全新宇宙的诞生地，每个新宇宙都遵循不同的物理定律。

施莫林指出，如果这个说法正确，那么达尔文的进化论可套用在宇宙上，最常见的宇宙将是最适合孕育黑洞的宇宙。他表示，我们可以在宇宙中检验这套理论。历经无数次演化之后，宇宙现在应该按照适合孕育黑洞的物理定律运作。根据施莫林的说法，天文物理学家可以检验这是否正确，并且回溯相关证据的发生时间。

不过，最令人惊讶的证据或许是人类的存在。巨大恒星在超新星爆发中死亡，黑洞于焉诞生。有趣的是，这些恒星也制造了形成生命所需的碳、氧和其他元素。没有这些巨大的恒星，就没有孕育宇宙的黑洞，也没有不断演变的物理定律，当然也没有人类。

因此，施莫林提出，人类的存在或许正是宇宙演化的证据。由于演化得花时间，所以时间确实存在。这种证明时间真实性的论证方式相当令人惊奇，不是所有人都能接受。德国科隆大学的理论物理学家克劳斯·基佛教授表示：“说这些讲法投机我觉得不为过。”他甚至从根本上质疑施莫林的这番论述：“目前完全没有证据能证明新宇宙是诞生自黑洞内部。”

争辩仍待时间厘清

有一点大家都同意：时间的确感觉像是真的， 而且毫无疑问，施莫林的证明方式十分大胆。

如果他是对的，那么我们的宇宙只是无穷系列中最新的一个。宇宙随着时间相继出现，物理定律演化至今，不仅变得适合形成黑洞（新宇宙的诞生地），还适合形成生命（包括人类）的基础元素。换句话说，时间解释了我们的宇宙为何正好具备适合人类生存的条件。endprint