时间，这似乎是我们最熟悉的东西。我们用它安排日程，回忆过去，计划未来。手表滴答作响，日历一页页翻过，仿佛都在印证着时间均匀、统一、不可阻挡地流逝。但现代物理学，特别是爱因斯坦的相对论和后续的量子引力研究，却揭示了一个惊人的事实：我们习以为常的时间概念，只是更深层现实的一个粗糙近似。

回顾历史，两位科学巨人给出了截然不同的答案。亚里士多德的观察很朴素：时间是我们用来度量变化的工具。日出日落、植物生长、物体移动，我们通过观察这些变化来感知和定义时间。如果一切完全静止，时间也就失去了意义。在他看来，时间离不开世界的变化。

牛顿则构建了一个宏伟的宇宙图景，其中时间扮演着绝对和独立的角色。他认为存在一种“真实的、数学的”时间，它像一个巨大的隐形时钟，均匀地流淌在整个宇宙中，不受任何事物的影响。即使万物消失，宇宙空无一物，这个绝对时间仍会继续前行。我们日常使用的钟表，只是尽力追随这个看不见的“时间流”罢了。

表面上看，亚里士多德和牛顿的观点水火不容。亚里士多德将时间牢牢绑定在物质世界的运动上，牛顿则赋予了时间超越物质的独立存在。那么，谁对谁错？现代物理学的答案出人意料：他们都只对了一半。

《时间的秩序》是意大利理论物理学家卡洛·罗韦利的科普力作，以诗意语言颠覆传统时间认知，揭示物理学与哲学交织的时间本质。书中指出：

时间的崩塌：经典时间概念（统一性、方向性、当下性）在相对论与量子力学中瓦解。例如，时间流速因引力或速度差异而变化（山顶与山脚时间不同），微观世界甚至“失去时间方向”。

无时间的宇宙：在基础物理层面（如量子引力理论），时间并不存在；世界本质是由动态事件网络构成（如石头是量子场的振动），而非静态物体。

时间的来源：人类对时间的感知源于熵增定律（万物从有序走向混乱）和认知局限。记忆、情感与热力学过程共同塑造了“时间流逝”的幻觉。

罗韦利融合前沿科学与哲学思辨，呼吁读者超越线性时间观，在不确定的宇宙中珍视当下，将生命视为事件的过程而非结果。本书被誉为“《时间简史》后物理学与哲学最完美的融合”，获《自然》《卫报》等媒体力荐。

01

统一性的消失

让我们从一个简单的事实开始：时间的流逝在山上要比在海平面快。

这一差别非常小，但可以用精密的计时器测量出来，如今这种计时器在网上花几千镑就可以买到。

也许真正令人惊叹的地方在于，在我们有足够精密的钟表来测量时间延缓之前的一个世纪，就有人了解了这一切。这个人的名字，当然就是阿尔伯特·爱因斯坦。

先于观察就理解某种事物的能力，是科学思想的核心。在古代，阿那克西曼德明白天空在我们脚下仍然延续，远早于轮船能够环游地球。现代伊始，哥白尼就明白是地球在转动，远早于宇航员从月球上看到这一事实。与之类似，在钟表的发展精确到足以测量出时间以不同速度流逝之前，爱因斯坦就意识到，时间在不同地方的流逝是不均匀的。

时间已经丢失了它的第一个方面或者说第一层：其统一性。在不同地方，它有着不同的节奏，在此处与在彼处的流逝并不相同。这个世界的事物交织在一起，以不同的韵律舞蹈。

02

方向消失

萨迪的小册子传到了一位目光如炬、严格苛刻的普鲁士教授手里，这位教授的名字是鲁道夫·克劳修斯（Rudolf Clausius）。他在紧要关头抓住了问题的根本，阐述了一条注定留名的定律：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。

这是唯一一条能够把过去与未来区分开的物理定律。

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，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别开。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，仅仅在有热量的地方，时间之矢才会出现。因此时间与热量的联系是根本性的：每当过去与未来的差别显现，都会有热量参与其中。如果一个过程倒过来看很荒谬，那么一定有东西被加热了。

时间反演对称性

比如把自由落体（向下加速）的录像倒放，你会看到物体从地面向上飞的运动——这完全可以看作是竖直上抛运动（向上减速）。本质上，这反映了同一物理方程在不同（时间）方向的表现。

只有热力学第二定律是时间非对称的（能够区分过去与未来），因为热量总是从热的物体传到冷的物体，而不是反过来。其他物理定律（比如牛顿力学、电磁学、量子力学）都无法区分过去和未来。

克劳修斯引入了一个量，来量度热量的单向不可逆过程。由于他是个很有学识的德国人，他用了古希腊语“熵”为之命名：

熵是宇宙的“混乱计数器”，数值越大，说明系统越接近“热量均匀分布、无法再做功”的死亡状态——这就是热力学第二定律暗含的预言。

玻尔兹曼说明了熵之所以会存在，是因为我们以一种模糊的方式描述世界。他证明了熵就是我们模糊的视野无法区分的不同排列的数量。热量、熵、过去的低熵都是近似地、统计性地对自然进行描述的概念。

过去与未来的区别与这种模糊有深刻的联系。如果我把世界微观状态的全部细节纳入考虑，那么时间流动的特征会消失吗？

是的。如果我去观测事物的微观状态，那么过去与未来的区别就会消失。

微观状态下看不到熵增，本质上是由于熵增现象源于宏观视角的统计模糊性，而非微观世界的真实物理规律。

在微观层面，每个粒子的运动都遵循牛顿力学或量子力学的方程，这些方程具有时间反演对称性。例如，自由落体的逆过程（竖直上抛）完全符合同一物理规律，微观上看不出时间方向。

03

当下的终结

然而，如果你姐姐在比邻星b上，光从那里到你这儿要花四年。因此，如果你从望远镜里看到她，或者从她那儿收到无线电信号，你得知的是她四年前在做的事，而不是她现在正在做什么。比邻星b的现在显然不是你通过望远镜看到的，或是通过无线电听到的。

我们的“当下”不会延伸到整个宇宙，它就像我们周围的一个气泡。

这个气泡可以延伸到多远呢？取决于我们限定时间的精确程度。如果用纳秒，“现在”的定义仅有几米；如果用毫秒，那就有几千公里。作为人类，我们对几十分之一秒都很难分辨出来，我们可以把整个星球都看作同一个气泡，在谈及现在时，可以认为对我们而言这是同一个瞬间。这就是我们可以做出的最大限度的近似。

在人类的活动范围还仅限于地球时，似乎每个人的当下是统一的；但当我们真正迈向星际旅行时，你的“现在”和地球的“现在”就不同步了——光速传播耗时，引力扭曲时间，会将宇宙切割成无数个独立的时间气泡。

04

独立性的消失

已知的第一个问出“时间是什么”的人是亚里士多德，他得到的结论如下：时间就是对变化的量度。事物在不停变化，我们以“时间”为度量——对这种变化的计量。

但是我在静默中听到的流逝的时间，究竟是什么呢？亚里士多德在《物理学》中写道：如果周围一团漆黑，身体几乎什么都感觉不到，但心里有些想法在改变，我们仍然会认为时间在流逝。也就是说，即便是在我们内心里感到时间的流动，也是对一种运动的量度：内在的运动。如果一切都不运动，就没有时间，因为时间仅仅是运动的记录。

牛顿认为必须存在另一种时间：无论如何都会流逝的“真实的”时间，独立于事物及其变化。就算所有物体保持不动，甚至我们灵魂的活动都凝滞了，这种时间仍然会流逝——按牛顿的说法——不受任何影响，这就是“真实的”时间。这与亚里士多德的观点截然相反。

人们之所以觉得牛顿提出的绝对时间概念（即时间独立于万物存在且处处均匀流逝）是简单自然的，主要是从小在学校里不断接触并学习它的结果。这种观念通过教育体系渗透到全社会，最终成为人们理解时间最普遍的方式，以至于大家把它当作无需质疑的常识。

所有这些问题的答案，都在于把这两位巨人截然相反的观点进行意想不到的整合。为了达成这点，很有必要让第三位巨人加入这场舞蹈。

整合亚里士多德与牛顿的时间观念是爱因斯坦最有价值的成就，是他思想中最璀璨的珍宝。

答案是，牛顿凭直觉知道的超越有形物质的时间与空间，的确存在，真实不虚。时间与空间是真实的现象，但不是绝对的，它们并不独立于发生的事件，也不像牛顿设想的那样，与世界上的其他物质有所区别。

亚里士多德的正确之处在于，他认为“何时”与“何地”的确定总是与某个事物相关联，但这个事物也可以只是场，即爱因斯坦的时空实体。因为这是种动态、实在的实体，与其他作为参照物的实体一样，我们可以以此明确自己的位置，正如亚里士多德观察到的那样。

这一切都完美自洽，一个多世纪以来，爱因斯坦描述引力场扭曲的方程及其对钟和尺的效应都在被不断证实。但我们关于时间的观念失去了又一组成部分：相对于世界其余部分的所谓的独立性。

成功总是短暂的，即便是巨大的成功。爱因斯坦在1915年写出了引力场方程，仅仅一年以后他自己就注意到，由于量子力学的存在，这不可能是关于时空本质的最终结论。和其他物理实在一样，引力场也肯定具有量子特性。

05

时间量子

时间的“量子化”表明，几乎所有时间t的取值都不存在。如果可以用能够想象出的最精密的钟表去测量一个时间段，我们会发现测得的时间只能有不连续的特定取值，不可能把这段时间看作连续的。我们必须把它看作不连续的：它并没有均匀流动，而是——在某种意义上——像袋鼠一样，从一个值跳向另一个值。

也就是说，存在一个最小的时间段。在此之下，时间的概念不复存在，即便在最基本的含义上。

从亚里士多德到海德格尔，许多世纪以来，讨论“连续性”的笔墨也许都浪费了。连续性只是对非常微细的微粒状事物进行近似描述的数学技巧。世界是精细地分立的，非连续的。上帝并没有把世界画成连续的线，而是像修拉（Seurat）那样，用轻盈的手笔，用点进行描绘。

普朗克时间（约 5.39×10 −44 秒）是理论上可能存在的最小时间单位，它的存在源于物理学中三个基本常数的组合：光速（c）、引力常数（G） 和普朗克常数（ℏ）。通俗来说，你可以把它理解为“时间的像素”——就像屏幕图像由最小像素点组成一样，时间也可能由这种不可再分的“时间颗粒”构成。

06

世界由事件而非物体构成

时间失去的这些部分（统一性、方向性、当下、独立性、连续性）并没有让这一事实受到质疑：世界是事件的网络。一方面，许多结论都表明时间存在；另一方面，一个简单的事实是，没有物体存在，而是事件发生。

我们可以把世界看作由物体、物质、实体这一类东西构成。或者我们可以把它看作由事件、发生、过程、出现组成。它不能持久，会不断转化，无法在时间中永恒。基础物理学中，时间概念的毁灭导致了以上两种观点中前者的崩塌，而非后者。这是一种领悟，认识到无常的普遍性，而不是一切在静止的时间里停滞。

物体、物质、实体的也是事件：它们（如石头）由无数持续振动（事件）的原子构成，原子间靠电磁力暂时维系成固体形状。

时间蕴藏于世界的变化（事件）

微观变化：原子的振动从未停止；

宏观转化：岩石→沙→土壤的形态更迭；

生命演进：你理解这句话时，脑细胞的电信号已在变化。

通过把世界看作事件、过程的集合，我们得以更好地理解与描述世界。这是与相对论兼容的唯一方式。世界并不是物体的集合，而是事件的集合。

07

语法的力不从心

很多现代语言的语法中都有动词的“现在时”“过去时”“将来时”，但现实的真实时间结构更为复杂，这样表述并不太适合。语法的发展来自我们有限的经验，在我们理解了世界丰富的结构之后，才发现语法不那么精准。

我们发现客观、统一的当下并不存在，在试图搞清其中的含义时，却发现我们的语法是围绕着过去、现在与未来的绝对划分构建的，而这只在我们周围才适用，这让我们十分困惑。这种语法并不以实在的结构为前提。我们会说一个事件“现在是”“已经是”或“将要是”，可要想说某个事件相对于我“已经是”，而相对于你“现在是”，我们却没有合适的语法。

语言的时间系统本质是简化现实的工具，它预设了“单一客观时间流”，但物理世界和主观体验都表明：时间的流动是相对的，事件的发生顺序取决于观察者的位置与状态。

08

以关联为动力

这是迄今为止我所知道的，在不忽略量子特性的前提下，思考时空结构的唯一自洽与完备的方式。圈量子引力表明，写出一个不包含基本时空的自洽理论是可能的，并且能够用它做出定性的预测。

在这种理论中，时间与空间不再是容器或世界的一般形式。它们只不过是量子动力的近似，其中既不包含时间，也不包含空间，只有事件与关联。这是一个没有基础物理学中的时间的世界。

圈量子引力理论认为，时间与空间并非宇宙根基，而是由更基本的‘量子事件网络’编织而成的动态幻象。

09

时间即无知

事物固有的量子不确定性产生了模糊，就像玻尔兹曼的模糊那样，确保了即便可以测量所有的可测量量，世界的不可预知性仍然存在，这与经典力学指出的截然相反。

模糊的起源——量子不确定性，以及物理系统由无数分子组成这一事实，都是时间的核心。时间与模糊密切相关。模糊是由于我们不知道世界的微观细节。物理学的时间，从根本上讲，是我们对世界无知的体现。时间即无知。

时间其实是量子世界的模糊投影——我们看不清微观细节的无知，才让时间有了流逝的方向。

10

视角

也许并不是宇宙在过去处于一种特殊状态，也许其实是我们，以及我们与世界的相互作用，才是特殊的。是我们决定了特殊的宏观描述。宇宙最初的低熵，以及时间之矢，也许更多源于我们，而非宇宙本身。基本的理念就是如此。

对宇宙的熵而言，也许同样如此：也许它并没有处于什么特殊状态；也许是我们处于一个特殊的物理系统中，相对于这个系统，宇宙的状态才很特殊。

如果宇宙的一个子集在这种意义上很特殊，那么对这个子集而言，宇宙的熵在过去就很低，热力学第二定律就成立；记忆会存在，痕迹会留下，也会有进化、生命与思想。

11

特殊之处会出现什么

让世界运转的不是能源，而是低熵源。没有低熵，能量会稀释成相同的热量，世界会在热平衡态中睡去——过去与未来不再有分别，一切都不会发生。

在地球附近，我们有着丰富的低熵源——太阳。太阳给我们送来炙热的光子，然后地球向黑暗的天空辐射热量，发射冷的光子。输入的能量与输出的能量大致相等，因此，在交换过程中，我们并没有得到能量（在交换过程中得到能量对我们而言是灾难性的，将会导致全球变暖）。但对于每个到来的热光子，地球会发射十个冷光子，因为来自太阳的一个热光子与地球发射的十个冷光子具有相同的能量。一个热光子比十个冷光子具有的熵更少，因为一个（热）光子状态的数量比十个（冷）光子状态的数量要少。因而，太阳对我们而言，是个丰富且持续不断的低熵源。我们拥有充足的低熵可以使用，能够让动植物成长，让我们建造汽车与城市，以及思考和写书。

若将地球比作生命体：太阳辐射是“摄食”，地球辐射是“代谢”，大气层则是“循环系统”——能量守恒，但熵值递增，最终以不可用的形式回归宇宙

原因、记忆、痕迹、世界生成的历史不止横跨了人类历史的几百年、几千年，而是宇宙故事的几十亿年。这一切都只源于这样一个事实：几十亿年前事物的结构是“特殊的”。

而“特殊”是个相对的说法：相对于一种视角才特殊。它是一种模糊，由一个物理系统与世界其他部分的相互作用决定。因此因果关系、记忆、痕迹、世界以及发生的历史，都只是一种视角的结果，就像天空的旋转只是我们奇怪的视角的结果一样。于是，时间的研究不可避免地要回到我们自身。

12

时间的来源

我们正开始瞥见时间的奥秘。我们可以看到没有时间的世界：可以用心灵之眼感知到世界的深刻结构，如我们所知，时间不再存在——就像山上的傻瓜看到日落时发现地球在转动，而我们开始发现我们就是时间。我们就是这个空间，这个在神经元连接里由记忆的痕迹开启的空地。我们是记忆，我们怀旧，我们期许着不会到来的未来。由记忆与预期开启的空地就是时间：有时是痛苦的来源，但终究是一份巨大的礼物。

作者 卡洛·罗韦利

卡洛·罗韦利（Carlo Rovelli），1956年出生于意大利维罗纳，是享誉国际的理论物理学家、科普作家和科学哲学家。作为圈量子引力理论的开创者之一，他在时空物理学领域做出了突破性贡献，提出“时间并非基本物理量”等颠覆性观点。他的科普著作如《七堂极简物理课》《时间的秩序》等以诗意的语言融合科学与人文，被译为41种语言，全球销量超百万册，成为现象级畅销书，并获文津图书奖等荣誉。他活跃于公众领域，通过B站等平台向大众传递科学之美，并跨界探讨文学、哲学与东方文化，尤其推崇《庄子》与《红楼梦》，主张打破学科壁垒以探索宇宙与人类认知的深层联系。