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時(shí)間流逝是一種幻覺嗎?關(guān)于“現(xiàn)在”的數(shù)學(xué)學(xué)剖析

更新時(shí)間:2023-09-26 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

“現(xiàn)在”的概念看似簡單,實(shí)則無法飄忽。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

愛因斯坦強(qiáng)調(diào),時(shí)間的流動(dòng)會遭到速率和引力這三者的影響,但他本人也無力解釋“現(xiàn)在”的涵義,并因此而氣餒。同樣令人疑惑的是:時(shí)間為何會流動(dòng)?一些化學(xué)學(xué)家干脆舍棄理解“現(xiàn)在”的嘗試,把時(shí)間的流動(dòng)稱為一種幻覺。并且,知名的實(shí)驗(yàn)化學(xué)學(xué)家理查德?A?穆勒對此表示反對。他說數(shù)學(xué)學(xué)應(yīng)當(dāng)解釋實(shí)在,而不是證實(shí)實(shí)在性。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在《現(xiàn)在:時(shí)間的數(shù)學(xué)學(xué)》一書中,加洲學(xué)院伯克利校區(qū)的數(shù)學(xué)學(xué)院士理查德·A.穆勒從相對論、熵、量子化學(xué)學(xué)、反物質(zhì)、時(shí)間反向旅行、量子糾纏、宇宙大爆燃和暗能量著手,呈現(xiàn)出有關(guān)“現(xiàn)在”的一切奧秘。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

穆勒強(qiáng)調(diào),標(biāo)準(zhǔn)的大爆燃理論將宇宙的不斷膨脹解釋為不斷創(chuàng)造新的空間。他覺得,時(shí)間也在擴(kuò)張,而新生成時(shí)間的前沿就是我們所經(jīng)歷的“現(xiàn)在”。這一發(fā)人深省的觀點(diǎn)對當(dāng)下一些重大問題有著無比重要的啟示——不僅在數(shù)學(xué)學(xué)領(lǐng)域,并且在哲學(xué)領(lǐng)域,包括正在進(jìn)行的關(guān)于自由意志實(shí)在性的辯論。更為重要的是,他的理論是可檢驗(yàn)的。以下內(nèi)容選自《現(xiàn)在:時(shí)間的數(shù)學(xué)學(xué)》,已獲得出版社授權(quán)刊發(fā)。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

《現(xiàn)在:時(shí)間的化學(xué)學(xué)》,[美]理查德·A.穆勒著,徐彬譯,四川科學(xué)技術(shù)出版社2022年4月版。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

何謂“現(xiàn)在”?F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

從唐代到文藝復(fù)興,亞里士多德的《物理學(xué)》主宰著科學(xué)。它是中世紀(jì)天主教會的科學(xué)新約。伽利略證實(shí)了這本書中的一些主張,使得他受到了審判。亞里士多德在其專著《物理學(xué)》中,用了四個(gè)章節(jié)努力詮釋時(shí)間和“現(xiàn)在”的概念,但還是完全深陷了混亂。他寫道,F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

“現(xiàn)在”不是一個(gè)部份概念:部份是整體的測度單位,由于整體必須由部份組成。另一方面,時(shí)間不是由一個(gè)個(gè)“現(xiàn)在”組成的。據(jù)悉,“現(xiàn)在”似乎聯(lián)結(jié)了過去和未來——它總是保持不變,還是總在變化之中?這很難說。假如它總在變化之中,沒有一個(gè)部份在時(shí)間上與其他部份重合(除非一部份包含另一部份,像較長的時(shí)間包含較短的時(shí)間那樣),但是“現(xiàn)在”不是現(xiàn)今(雖然曾經(jīng)是),且在個(gè)別時(shí)侯已經(jīng)停止前進(jìn),這么一個(gè)又一個(gè)“現(xiàn)在”也不能與其他部份重合,原本的“現(xiàn)在”必定早已停下。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

是那些看法過分深刻,還是她們倍感困擾了?亞里士多德企圖確切地描述“現(xiàn)在”,并且自己把自己說糊涂了。我們可以得到些許開導(dǎo),雖然這么位德高望重的思想家也發(fā)覺這個(gè)問題非常棘手。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

奧古斯丁在其專著《懺悔錄》中為自己未能理解時(shí)間的流動(dòng)發(fā)出了感慨。他寫道:“什么是時(shí)間?假如沒人問我,我就很明白;當(dāng)我想去解釋的時(shí)侯,自己卻不明白了。”這句寫于五世紀(jì)的慨嘆造成了我們來自二十一世紀(jì)的共鳴。沒錯(cuò),我們曉得哪些是時(shí)間。那我們?yōu)楹尾荒苊枋鏊兀课覀儗r(shí)間都有如何的認(rèn)識?F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

奧古斯丁的困局在一定程度上始于他的信仰,即上帝是全知全能的。他又創(chuàng)造性地提出了一個(gè)驚人的概念:上帝必將是永恒的。這一知名的思想限定了現(xiàn)代化學(xué)學(xué)的研究范疇——描述時(shí)空圖中物體在時(shí)間層面上的特點(diǎn),但這種時(shí)空圖卻將時(shí)間的流動(dòng)或“現(xiàn)在”存在的事實(shí)排除在外。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

奧古斯丁稱,對于人類,沒有過去或未來,只有三種“現(xiàn)實(shí)”:對過去的事物的記憶,對現(xiàn)存事物的視覺感知以及對未來事物的展望。”(狄更斯的《圣誕贊歌》是從中獲得的靈感嗎?)但奧古斯丁對這些解釋并不滿意。他說:“我的靈魂盼望解開這最棘手的謎團(tuán)。”F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

影片《土撥鼠之日》(1993)劇照。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

愛因斯坦對現(xiàn)今的概念倍感困惑。哲學(xué)家魯?shù)婪颉た柤{普()在他的《思想自述》中寫道,愛因斯坦稱“現(xiàn)在”這個(gè)困局對他引起了很大的困惑。他解釋說,經(jīng)歷“現(xiàn)在”對人而言有著特殊的意義,它是本質(zhì)上不同于過去和未來的東西,但這些重要的區(qū)別不會且不能否在數(shù)學(xué)學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行探究。對他來說,不能用科學(xué)來解釋這一問題令人倍感痛楚,但他不得不去接受。為此,他總結(jié)道,“關(guān)乎‘現(xiàn)在’的重要認(rèn)識不在科學(xué)研究的范疇之內(nèi)”。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

卡爾納普不同意愛因斯坦的推論,“既然科學(xué)在原則上可以研究所有問題,這么就不存在不能回答的問題”。并且,任何人在與愛因斯坦持不同意見時(shí),都必須特別慎重。相比承認(rèn)他的推論比你的看法更有深度,人們更容易批評他是愛情用事。愛因斯坦簡單陳述的推論絕不應(yīng)當(dāng)被視為簡單的思想。哲學(xué)家有時(shí)會認(rèn)為,自己發(fā)明了例如“時(shí)間幾何宿命論”(對光速恒定的假定)的復(fù)雜抒發(fā),就能達(dá)到十分有深度的境界。相反,愛因斯坦的抒發(fā)連孩童都還能理解——這門能耐使他成為世人最喜歡引用其金句的科學(xué)家。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

對于數(shù)學(xué)學(xué)中缺少對時(shí)間流動(dòng)的解釋這一現(xiàn)象,有些理論學(xué)家并不把這當(dāng)成缺陷(像愛因斯坦那樣),反倒覺得它指向了更為艱深的真理。諸如,布萊恩·格林(Brian)在他的《宇宙的結(jié)構(gòu)》中寫道,相對論“宣告我們所處的是一個(gè)平等的宇宙,每位時(shí)刻都是真實(shí)的”。他說,我們“長期以來都對過去、現(xiàn)在和未來持有錯(cuò)誤的觀點(diǎn)”,這些說法讓我們想起了奧古斯丁。格林的推論是,相對論沒有討論時(shí)間的流動(dòng),因而這些流動(dòng)必將是幻覺,而非現(xiàn)實(shí)的一部份。對我而言,他的邏輯是一種倒退。由于它沒有堅(jiān)持用理論解釋我們所觀察到的現(xiàn)象,反倒覺得我們?yōu)榱讼蚶碚摽繑n,就須要扭曲觀察到的現(xiàn)象。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

儒教者指責(zé)愛因斯坦在晚年傳播宗教信仰,偏離了數(shù)學(xué)學(xué)。但她們未曾提到他的憂慮之處,即科學(xué)甚至不能解決世界上最基本的問題:時(shí)間的流動(dòng)和“現(xiàn)在”的涵義。許多科學(xué)家覺得,數(shù)學(xué)學(xué)不能探究的問題就不是實(shí)在的一部份。這句話是才能得到驗(yàn)證的推論,還是宗教信仰本身?哲學(xué)家將該信條命名為化學(xué)主義()。有沒有辦法來驗(yàn)證數(shù)學(xué)學(xué)才能囊括萬物的思想?或則所有化學(xué)學(xué)家都應(yīng)該如是覺得,如同篤信基督教是對日本首相候選人不成文的規(guī)定一樣?若果是你在挑戰(zhàn)化學(xué)主義,你能夠像愛因斯坦一樣,冒著被人取笑你是在向宗教靠攏的風(fēng)險(xiǎn)?F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

亞瑟·愛丁頓爵士在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論方面都有著眾多貢獻(xiàn),在諸多數(shù)學(xué)學(xué)屋內(nèi)深受敬重,但他尤其是以解釋時(shí)間之箭的重大突破而享譽(yù)。時(shí)間之箭十分神秘(對思索這種事情的人來說),由于我們記住的是過去,而不是未來。但是,雖然給出了對時(shí)間方向性的解釋,在時(shí)間的流動(dòng)方面,愛丁頓仍然備感困擾。在1928年出版的《物理世界的本質(zhì)》(TheoftheWorld)中,他寫道:“時(shí)間的偉大之處在于它不斷前進(jìn)。”之后他又感嘆道:“但化學(xué)學(xué)家有時(shí)雖然傾向于忽略這個(gè)方面。”F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

影片《前目的地》(2014)劇照。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

史蒂芬·霍金在他的《時(shí)間導(dǎo)論》中甚至沒有提到“現(xiàn)在”這一難解之謎。他的書關(guān)注的是我們確定能否理解的部份和當(dāng)前理論研究的領(lǐng)域。霍金談?wù)摿藭r(shí)間之箭,但不涉及時(shí)間的流動(dòng);闡述了時(shí)間的相對性,而不是現(xiàn)今的奧秘。事實(shí)上,近些年來的所有書籍都是這么。它們更關(guān)注有助于“統(tǒng)一”物理學(xué)多項(xiàng)式的潛在理論,卻不重視解答“現(xiàn)在”的涵義和時(shí)間流動(dòng)的理論。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

量子力學(xué)對方想念你_量子物理學(xué)理論夢見對方是對方在想你嗎_量子力學(xué)想念對方F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

然而,我們還有希望。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

就我們對于時(shí)間的理解而言,愛因斯坦所取得的進(jìn)步是巨大的。后來,費(fèi)曼發(fā)覺了時(shí)間反向旅行的意義,我覺得從那時(shí)起,對時(shí)間的理解幾乎沒有取得進(jìn)展。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在玩拼圖時(shí),我們有時(shí)很難找到缺位的部份,但真正的障礙是個(gè)別拼圖早已放在錯(cuò)誤的位置。用熵來解釋時(shí)間之箭就是其中一塊放錯(cuò)位置的拼圖。在熵局部減輕而非降低的情況下,文明產(chǎn)生了。其實(shí),有關(guān)破碎杯子的電影是熵降低的一個(gè)挺好的事例,由于反向播放完全令人無法信服。并且,制做杯子的電影就好似反向播放的電影一樣,看上去是有問題的。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

月球的熵隨巖心冷卻而降低。熵的局部減輕是生命和文明傳播的特點(diǎn)。將時(shí)間與熵的降低相聯(lián)系的理論具有一個(gè)顯著優(yōu)勢,這個(gè)理論中最重要的是熵的局部變化,而非某個(gè)遙遠(yuǎn)黑洞的變化。事實(shí)上,對于我們所謂的生命而言,熵的降低歸根結(jié)底是一個(gè)必不可少的部份:從底泥和空氣中獲取無序的營養(yǎng)物,將它們排列到食物中(通過動(dòng)物生產(chǎn)),再抵達(dá)身體(通過吞咽F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

和消化),然后是成長和學(xué)習(xí)。身體的熵最終會明顯降低,我們稱這些現(xiàn)象為死亡。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

時(shí)間的前沿F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

宇宙大爆燃本身是導(dǎo)致時(shí)間的流動(dòng)的緣由嗎?許多理論家會說:“是的,其實(shí)了。”但她們不得不用熵的機(jī)制來解釋宇宙擴(kuò)張和時(shí)間前進(jìn)之間的關(guān)系。大爆燃促使初期宇宙步入低熵狀態(tài),這為熵的降低提供了空間。用熵來解釋就表明結(jié)果仍未得到觀測,比如時(shí)間的速度和熵之間的局部相關(guān)性。并且為何要這樣做呢?讓我們著眼于大爆燃本身。我們不須要用熵來作輔助,只須要看怎么用大爆燃直接解釋時(shí)間的流動(dòng)和“現(xiàn)在”的涵義。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在現(xiàn)代宇宙學(xué)圖景中,即根據(jù)勒梅特的解釋,星體是不運(yùn)動(dòng)的——至少運(yùn)動(dòng)得不明顯;不僅一個(gè)小的“固有運(yùn)動(dòng)”(例如我們向仙女座星體的局部加速),它們靜止在固定的座標(biāo)上。哈勃膨脹代表的不是星體的運(yùn)動(dòng),而是新空間的創(chuàng)造。這些新空間的創(chuàng)造并不神秘,廣義相對論賦于了空間靈活性和彈性。空間很容易膨脹,但一旦膨脹,這些膨脹的未來還會遭到廣義相對論等式的支配。廣義相對論等式強(qiáng)調(diào),空間的幾何形狀是由它的能量-質(zhì)量濃度決定的。該多項(xiàng)式十分高貴簡練:G=kT.F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

大爆燃是三維空間的爆燃嗎?是的,而且一個(gè)更合理的假定,一個(gè)更接近時(shí)空統(tǒng)一精神的假定,是將大爆燃看作是4D時(shí)空的爆燃。正如空間是由哈勃膨脹所形成的一樣,時(shí)間也是由該膨脹所創(chuàng)造的。持續(xù)不斷的新時(shí)間的創(chuàng)造既設(shè)定了時(shí)間之箭,也設(shè)定了它的速率。每時(shí)每刻,宇宙就會顯得更大一點(diǎn),時(shí)間也會多一點(diǎn),而我們將時(shí)間的前緣叫做如今。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

影片《彗星來的那一夜》(2013)劇照。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

盡管許多人發(fā)覺空間的持續(xù)創(chuàng)造是違背直覺的,但時(shí)間的持續(xù)創(chuàng)造卻正好符合我們對現(xiàn)實(shí)的覺得。這正是我們所經(jīng)歷的。每時(shí)每刻,新的時(shí)間都在出現(xiàn)。新的時(shí)間正在此刻被創(chuàng)造。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

時(shí)間的流動(dòng)不是由宇宙的熵決定的,而是由大爆燃本身決定的。未來尚不存在(雖然它包含在標(biāo)準(zhǔn)時(shí)空圖中);它正在被創(chuàng)造。如今處于邊界、沖擊前沿,是無中生有的新時(shí)間,是時(shí)間的前沿。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

所有的現(xiàn)今是同時(shí)的嗎?你的現(xiàn)今和我的現(xiàn)今一樣嗎?讓我們首先在宇宙學(xué)的一般參考系中來考慮這個(gè)問題,這個(gè)參考系是由喬治·勒梅特描述的。他讓所有的星體都處于靜止?fàn)顟B(tài),而它們之間的空間不斷擴(kuò)大。可以覺得每位星體都有一個(gè)時(shí)鐘。依據(jù)宇宙學(xué)原理(早已構(gòu)建在勒梅特的模型中),所有的星體看上去都是一樣的;自從大爆燃以來,它們都經(jīng)歷了同樣的時(shí)間,所有的時(shí)鐘都是一樣的。這意味著它們將同時(shí)經(jīng)歷如今。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

然而在狹義相對論中,同時(shí)性的概念可以依賴于參考系。考慮一個(gè)以銀河系為中心的參考系。在這個(gè)參考系中,所有的星體都在遠(yuǎn)離我們,時(shí)間在這種星體中膨脹,它漸漸變慢,但是如今不再同步。在這個(gè)座標(biāo)系中量子物理學(xué)理論夢見對方是對方在想你嗎,大爆燃所過去的時(shí)間,對我們來說比對于其他星體要久。現(xiàn)今的概念在整個(gè)宇宙中不再是同步的。我們的現(xiàn)今最早出現(xiàn)。如同在狹義相對論中那樣,這些同時(shí)性的行為并不矛盾,這是廣義相對論的特點(diǎn)。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

對現(xiàn)今的感知F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

為何你認(rèn)為自己活在當(dāng)下?雖然,你也存在于過去,但是你很清楚這一點(diǎn)。在時(shí)間中,你的存在可以倒流,直至你出生的那一刻(或蘊(yùn)育的那一刻,取決于你對生命的定義)。你對現(xiàn)今的關(guān)注很大程度上來自于這樣一個(gè)事實(shí):跟過去不同,現(xiàn)今受制于你的自由意志。按照化學(xué)學(xué),正如我們目前所理解的那樣,過去并不完全決定未來,起碼有一些隨機(jī)元素起源于量子化學(xué)學(xué)。這些隨機(jī)元素的存在意味著數(shù)學(xué)學(xué)是不完整的,未來不是由過去單獨(dú)決定的,非數(shù)學(xué)學(xué)的實(shí)在可以在決定即將發(fā)生哪些方面發(fā)揮作用。數(shù)學(xué)學(xué)是不完整的這一事實(shí)為我們提供了可能性,即我們也可以利用自由意志來影響未來。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我不能證明自由意志的存在,但當(dāng)數(shù)學(xué)學(xué)包含量子不確定性時(shí),它就難以再證實(shí)自由意志可能存在。假如你有自由意志,這么你可以運(yùn)用你的非數(shù)學(xué)學(xué)知識來打開或關(guān)掉熵降低的可能路徑,進(jìn)而影響正在發(fā)生的事情和即將發(fā)生的事情。你可以擊碎一個(gè)杯子,也可以重新做一個(gè)杯子,機(jī)率和熵與你的決定無關(guān)。用約翰·德萊頓的話來說,“過去的早已過去了。對于過去,上天也無力改變。”而且——這對懸疑迷來說是壞消息——你也無力改變。任何通過蟲洞的循環(huán)都未能改變這一點(diǎn)。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

化學(xué)學(xué)在研究和教學(xué)中廣泛使用時(shí)空圖,有效地防止了時(shí)間流動(dòng)的問題。時(shí)間軸被視為(大部份情況下)另一個(gè)空間軸,在這些時(shí)間軸上,時(shí)間遞進(jìn)的特點(diǎn)是完全缺位的。如今只是這個(gè)軸上的另一個(gè)點(diǎn),如同未來早已存在,只是還沒有經(jīng)歷。時(shí)間旅行包括改變那種如今,順著軸往前或向后聯(lián)通。并且如今是不可聯(lián)通的。如今是4D大爆燃的前沿。如今是剛才創(chuàng)建未來會影響現(xiàn)今嗎?這么正電子呢?正電子在時(shí)間上向后聯(lián)通,來自未來,參與現(xiàn)今的互相作用?是的,這是目前數(shù)學(xué)學(xué)使用的方式,在這些數(shù)學(xué)學(xué)中忽略了“現(xiàn)在”,它是基于無限時(shí)空圖的。現(xiàn)行的方式在估算電子磁力硬度方面這么成功,可以精確到小數(shù)點(diǎn)后10位,是否意味著它的所有假定都是正確的?許多化學(xué)學(xué)家覺得是的,起碼在我們找到代替方案之前是這樣。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

或許是某種不確定性原理在起作用。未來對現(xiàn)今的影響只能達(dá)到一定程度,即未來的一部份早已被確定,因而是暗含在現(xiàn)今之中的。霍金就持有這樣的觀點(diǎn)。他寫道,只有在微觀尺度上,時(shí)間反向旅行才有可能。他大約不會接受安德森拍攝的正電子是粒子在時(shí)間上反向聯(lián)通的說法。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

但是,我要說的是,遙遠(yuǎn)的未來并不存在,目前還不存在,不像現(xiàn)今和過去那樣存在。過去早已確定,過去的早已過去,而未來一直不存在,由于我們曉得它是不可預(yù)測的,不受當(dāng)前數(shù)學(xué)定理的影響,雖然一個(gè)放射性原子會衰變,未來也難以預(yù)測。宗教決定論者覺得未來早已被她們?nèi)艿纳系鄣耐昝篮瓦h(yuǎn)見所設(shè)定。有一段時(shí)間,我們覺得我們不須要這樣的上帝能夠擁有決定論,而是覺得化學(xué)學(xué)本身就可以做到這一點(diǎn)。如今我們有了更多的認(rèn)識。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

狄拉克的等式預(yù)言了反物質(zhì)的存在,費(fèi)曼通過認(rèn)識到反物質(zhì)的解可以被理解為負(fù)能量粒子在時(shí)間上的反向運(yùn)動(dòng),進(jìn)而有效地給與它們正能量量子物理學(xué)理論夢見對方是對方在想你嗎,進(jìn)而清除了狄拉克的解釋中的愚蠢之處,即把負(fù)能量粒子解釋為充溢負(fù)能量狀態(tài)的無限海洋。這都成了歷史。費(fèi)曼認(rèn)識到,反向負(fù)能量狀態(tài)與正向正能量狀態(tài)是不可分辨的。并且,我們不能過分認(rèn)真地對待時(shí)間反向運(yùn)動(dòng)的解釋。正電子確實(shí)存在,它們有正能量,它們確實(shí)在時(shí)間上前進(jìn),而不是退后。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

量子物理學(xué)理論夢見對方是對方在想你嗎_量子力學(xué)對方想念你_量子力學(xué)想念對方F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

過去的早已過去了。假如狄拉克多項(xiàng)式通過一系列復(fù)雜的解釋來預(yù)測了正電子的存在,那挺好。這兒有一個(gè)歷史上的類比。尼爾斯·玻爾第一個(gè)提出了正確解釋氫波譜的模型,在1913年,這個(gè)模型極大地促進(jìn)了量子化學(xué)學(xué)這個(gè)新興領(lǐng)域的發(fā)展。我們?nèi)缃駮缘貌柕睦碚撌清e(cuò)誤的,它作出了準(zhǔn)確的預(yù)測(比如,關(guān)于軌道上能量最低的電子的角動(dòng)量),但這種預(yù)測是錯(cuò)誤的,所以證偽了該理論。沒關(guān)系。十五年后,海森伯和薛定諤都提出了更好的理論,在很大程度上遭到玻爾的啟發(fā),這種理論推導(dǎo)入了完全相同的氫的波譜,而且不會作出錯(cuò)誤的預(yù)測。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我們一直尊崇玻爾為量子化學(xué)學(xué)的奠基人之一。面向?qū)W院新生,我們依然院士玻爾模型,這是介紹量子行為研究的一種簡單而令人信服的形式。(極少有院士強(qiáng)調(diào)該模型作出了被證偽的預(yù)測;她們不想讓中學(xué)生們曉得,直觀而簡單的玻爾模型是錯(cuò)誤的,起碼是不希望她們在化學(xué)學(xué)上學(xué)習(xí)更高級的內(nèi)容之前這樣。)總有三天,我們會對狄拉克和費(fèi)曼以及她們這些牽強(qiáng)的反物質(zhì)理論形成同樣的覺得。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

現(xiàn)今的意義F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

當(dāng)愛因斯坦意識到空間和時(shí)間是靈活可變以后,他在探求“現(xiàn)在”的意義上邁出了偉大的第一步。勒梅特將愛因斯坦的等式應(yīng)用于整個(gè)宇宙,并構(gòu)建了一個(gè)非凡的模型,在該模型中宇宙空間正在膨脹。幾年后,當(dāng)哈勃發(fā)覺宇宙確實(shí)在膨脹時(shí),由弗里德曼、羅伯遜和沃克獨(dú)立發(fā)展的勒梅特模型成為標(biāo)準(zhǔn)模型,成了所有宇宙學(xué)家目前解釋大爆燃的形式。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

拼圖開始拼合上去,但尚存幾個(gè)障礙——有的拼圖片卡在了錯(cuò)誤的地方。其中之一是愛丁頓將時(shí)間之箭歸因于熵的降低。1928年,當(dāng)愛丁頓提出這一觀點(diǎn)時(shí),他并不曉得熵的主要來源是不變的微波幅射和遙遠(yuǎn)的黑洞表面以及遙遠(yuǎn)的可觀測宇宙的邊沿。正如薛定諤所強(qiáng)調(diào)的,文明依賴于局部熵的降低,但在愛丁頓的方式中,局部熵的降低對于時(shí)間的熵箭頭沒有起任何作用。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

另一件擺放錯(cuò)誤的圖塊是對時(shí)空圖的誤解。它沒有顯示出流動(dòng),沒有顯示出“現(xiàn)在”這一時(shí)刻,所以它提供了一個(gè)現(xiàn)成的托詞來規(guī)避那些問題。一些理論家甚至把這些缺位解釋為一種征兆,表明它們是沒有意義的概念,是在現(xiàn)實(shí)中不起作用的幻覺。這些觀點(diǎn)的錯(cuò)誤之處在于將估算工具解釋為艱深的真理。這本質(zhì)上是化學(xué)主義的錯(cuò)誤:假若某事物是不可量化的,它就不是真實(shí)的。事實(shí)上,它是基于數(shù)學(xué)主義的極端原教旨主義版本:假若某事物不在我們當(dāng)前的理論中,它就不是真實(shí)的。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

第三個(gè)錯(cuò)誤與數(shù)學(xué)主義的另一個(gè)方面有關(guān):愛因斯坦和其他人作出的假定,即過去才能,并且必須才能,完全決定未來。這背后的哲學(xué)驅(qū)動(dòng)力是數(shù)學(xué)學(xué)應(yīng)當(dāng)是完備的這一原則。假如量子化學(xué)學(xué)不容許預(yù)測放射性衰變的時(shí)間,這么這就是量子化學(xué)學(xué)的一個(gè)須要糾正的錯(cuò)誤。這個(gè)假定過去經(jīng)常被人拿來否定自由意志,選擇的能力。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

影片《羅拉快逃》(1998)劇照。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

把放錯(cuò)地方的圖塊掏出來,其中有些甚至不是這幅拼圖的一部份,其余的都會以自然的形式拼在一起。隨著空間膨脹,時(shí)間也膨脹。量子化學(xué)學(xué)早已在其中運(yùn)作的時(shí)間元素,通過一個(gè)我們還不了解的神秘檢測過程,就是我們所說的過去。如同我們活在現(xiàn)今一樣,我們也活在過去,但我們無法改變過去。如今是剛才在四維宇宙的膨脹中創(chuàng)造的特殊時(shí)刻,是持續(xù)的四維大爆燃的一部份。所謂時(shí)間的流,是指在不斷地創(chuàng)造新的現(xiàn)今的過程中,不斷地降低新的時(shí)刻,這種時(shí)刻使我們倍感時(shí)間在往前聯(lián)通。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

如今是我們才能施加影響的惟一時(shí)刻,是我們才能引導(dǎo)熵的降低遠(yuǎn)離我們自己,因而協(xié)調(diào)局部熵降低的惟一時(shí)刻。這些局部的降低是生命和文明擴(kuò)張的源泉。要以這些方法引導(dǎo)熵,我們必須有自由意志——物理學(xué)家稱之為幻覺的能力,雖然當(dāng)前的量子化學(xué)理論在本質(zhì)上有類似的行為。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

假如我們發(fā)覺比光速還快的速子,自由意志的存在就可以被證偽,這種粒子在個(gè)別參考系中意味著結(jié)果先于緣由。其實(shí)我們會發(fā)覺,通過研究糾纏作為方向的函數(shù)(平行于和垂直于銀河系的固有運(yùn)動(dòng)),因果關(guān)系有一個(gè)特殊的參照系。最可能的是勒梅特框架,這是惟一一種宇宙中所有的現(xiàn)在都是同時(shí)被創(chuàng)建的框架。倘若這被證明是正確的,這么我們必須修正相對論。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

可以想像,不確定原理有三天會被證明是錯(cuò)誤的,它只是我們當(dāng)前數(shù)學(xué)理論中的一個(gè)不確定度,而不會出現(xiàn)在將代替它的更完整的版本中。但弗里德曼-克勞澤的實(shí)驗(yàn)顯示了糾纏的實(shí)在性,表明遠(yuǎn)距離的鬼魅作用不會消失。不是某一個(gè)數(shù)學(xué)理論不完整,是整個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)本身不完整。這一點(diǎn)顯而易見,由于數(shù)學(xué)學(xué)本身難以發(fā)覺,更不用說證明,是個(gè)無理數(shù)。其之所以顯而易見,還基于一個(gè)事實(shí),即容易理解的明晰的概念,處于我們的現(xiàn)實(shí)經(jīng)驗(yàn)的核心的概念——如白色看上去像哪些?——不處在化學(xué)學(xué)研究的范圍之內(nèi)。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

把所有的利他行為都?xì)w結(jié)為生存本能、最適生物或最適基因的努力,應(yīng)當(dāng)被視為一種假說性質(zhì)的,基于化學(xué)主義教條(即一切都可以通過科學(xué)解釋)為美德作出偽科學(xué)解釋的投機(jī)性嘗試。這是一個(gè)基于趣事證據(jù)的未經(jīng)否認(rèn)的假定,不屬于達(dá)爾文進(jìn)化論(其背后有大量的數(shù)據(jù)支撐),也不是基于令人信服的科學(xué)證據(jù)(如相對論和量子理論)得出的推論。化學(xué)主義可以作為化學(xué)職業(yè)的有效的工作原則,如同相信資本主義可以幫助你運(yùn)行一個(gè)經(jīng)濟(jì)體一樣,而且你們不應(yīng)當(dāng)犯這樣的錯(cuò)誤,即覺得既然化學(xué)主義或資本主義能成功的改善我們的生活水準(zhǔn),或是幫助我們?nèi)〉脩?zhàn)爭的勝利,就因而覺得它們代表了全部真相。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

影片《前目的地》(2014)劇照。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

拋棄了化學(xué)主義以后,我們都會思索同理心的來源。我們愛我們的子孫,僅僅是由于她們攜帶著與我們相同的基因,還是由于一種更深刻的東西,一種不僅僅是認(rèn)識到,而是實(shí)際上感知到這些與我們親近的人的靈魂的實(shí)際存在?倫理、道德、美德、公平和憐憫的觀念,善與惡的區(qū)別,可能都與基本的同理心感知有關(guān)——它趕超了基因和化學(xué)學(xué)。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

自由意志是借助非化學(xué)學(xué)知識來做決定的能力。自由意志不過是在可觸碰的未來選項(xiàng)中作出選擇。它不能制止熵的降低,但它可以控制可達(dá)到的狀態(tài),這就讓熵有了方向。自由意志可以拿來擊碎一個(gè)杯子,也可以拿來做一個(gè)新的茶壺。它可以拿來發(fā)動(dòng)戰(zhàn)爭,也可以拿來尋求和平。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

一般,難度最大的挑戰(zhàn)是提出正確的問題。我們很難曉得下一個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)的啟示會出現(xiàn)在那兒。愛因斯坦告訴我們,時(shí)間是一個(gè)易于數(shù)學(xué)學(xué)去研究的課題。我覺得他未能解釋現(xiàn)今的含意,緣由很簡單,他拒絕接受化學(xué)學(xué)是不完備的理念。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我們可能難以很快能夠理解相對論和量子化學(xué)學(xué)之間的互相作用,或是檢測的意義,但這種問題值得進(jìn)一步闡述。在我看來,假如訴諸復(fù)雜的物理或神秘的哲學(xué),不太可能獲得進(jìn)步。不管誰破解了這種問題,他都可能是用一些特別簡單的事例來解決,畢竟只用代數(shù)就可以了,也許是通過參考腕表的表針指向那里這樣的常見現(xiàn)象。也可能是當(dāng)一些簡單的實(shí)驗(yàn)得出一個(gè)意想不到的結(jié)果時(shí),就促進(jìn)了科學(xué)的進(jìn)步。F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

當(dāng)下一個(gè)突破發(fā)生的時(shí)侯,我預(yù)測它將會帶我們回歸到童年時(shí)代,一種看待現(xiàn)實(shí)的方法,這些方法使我們專注于我們甚至仍未意識到我們假定是正確的數(shù)學(xué)的東西之上,并把它徹底顛倒過來。這個(gè)新的愛因斯坦會是誰?你嗎?F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

原文作者/[美]理查德·A.穆勒F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

摘編/安也F1z物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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