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“无物可离虚壳外 ,有人能悟未生前。”用王重阳这两句诗形容霍金,或许颇为适合。初中时首遇《时间简史》,竟手不释卷,自此便一直琢磨着时间的定义。而最令我印象深刻的,当属这句“时间是物质存在的必要条件”。
一如终极三问,对于任何存在的事物,人类的好奇心总会刨根问底。比如时间是什么?时间从哪里来?时间又会到哪里去?甚至进一步的,时间有开始吗?时间会结束吗?时间真的存在吗?
“上下四方为宇,古往今来曰宙。 ”在浩瀚的宇宙面前,人类对时间的认知始终是一个永恒的谜题,也是哲学家们津津乐道的话题。古希腊哲学家赫拉克利特说:“没有人能两次踏入同一条河流。”这句充满智慧的话语,道出了时间流逝的本质。在中国古代,庄子也曾感叹:“人生天地之间,若白驹过隙,忽然而已。 ”这些跨越时空的哲思,都在叩问着时间的本质。
而在物理学的殿堂中,时间的物理属性是科学家们孜孜以求探索的核心课题之一。
牛顿的经典力学体系中,时间被视为绝对的、均匀流逝的,它独立于空间存在,仿佛是一条单向的直线,从过去流向未来,稳定而恒定,但其实这是我们大部分人的错觉。
随着爱因斯坦相对论的诞生,时间的面貌开始发生改变。在相对论中,时间与空间紧密相连,构成了一个四维的时空结构。时间不再是独立的背景,而是与物质、能量相互影响、相互作用的动态存在。当物体以接近光速运动时,时间会变慢;在强引力场中,时间也会被延缓。这种看似不可思议的现象,已经在众多的实验和观测中得到了验证。例如,著名的双生子佯谬,假设有两个双胞胎兄弟,其中一个乘坐高速宇宙飞船进行长途旅行,而另一个留在地球上。当旅行者返回时,他会发现自己比留在地球上的兄弟年轻。这并非科幻小说中的情节,而是相对论对时间物理属性的真实预言。
霍金在伽利略与世长辞300年后的同一天出生,也正是在这300年间,“万物理论”完成了从朴素的、以实验科学为主的经典物理学向以数学为核心工具的广义相对论和量子力学为支柱的现代物理学的跨越。
霍金的《时间简史》正是这样一部探索时间本质的杰作。在这部作品中,霍金以他独特的视角和深邃的思考,带领我们穿越时空的迷雾,探寻宇宙的奥秘。从普朗克时间到黑洞辐射,从大爆炸到时间箭头,霍金用通俗易懂的语言,为我们描绘了一幅壮丽的宇宙图景。
《时间简史》几乎奠定了我的世界观基础,初读让我最震撼的概念当属普朗克时间。《时间简史》最后列举的人物是爱因斯坦、伽利略和牛顿,但至少对我来讲,普朗克也确实有资格列于其中,因为我知道了普朗克时间(时间量子间的最小间隔,约为 5.39×10ˇ..s),明白了不存在比这更短的时间,进而认知了这个物理世界的“有趣”真相:原来无论是时间还是空间,我们都是不连续的。《庄子·天下》中有一句话很经典:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。 ”这在数学上是对的,但在真实的世界中是做不到的,因为在空间上,我们无法突破普朗克长度(普朗克时间乘以光速,大致等于 1.6×10.35米),我们简单算一下,假定这个一尺之棰( 0.33米)可以被这么切,那么114天后它就无法再进行分割了。
普朗克时间,这个不可再分的时间尺度,是量子力学与广义相对论的分界点。在这个尺度上,时空不再是平滑的连续体,而是充满了量子涨落和不确定性。霍金在书中深入探讨了这一概念,揭示了时间在微观尺度上的量子本质。这种对时间本质的探索,不仅是对物理学边界的突破,更是对人类认知极限的挑战。霍金通过引入量子引力理论,给出了一个颇有意思的讨论,时间可能只是一个涌现的现象,而非基本的存在。这种观点与东方哲学中的“色即是空,空即是色 ”认知不谋而合,都指向了一个超越人类感知的更深层的现实。您想到了什么?这岂不正是《金刚经》中的 “一切有为法,如梦幻泡影,如露亦如电,应作如是观”。
在读《时间简史》的时候,我不止一次地头皮发麻,因为霍金提出了太多令人叹为观止的观点。我们今天所讲的 138亿年的宇宙历史,正是根据大爆炸理论得出。而在大爆炸之前,时间和空间是不存在的,它们是从大爆炸的奇(qí)点中诞生的。奇点是一个密度无限大、体积无限小的点,在这个点上,物理定律失效,时间失去了意义。然而,霍金并没有止步于此,他提出了无边界设想,认为宇宙可能没有明确的起点和终点,而是通过量子效应在虚时间中形成一个闭合的曲面。这一设想为我们理解时间的起源提供了全新的视角,也引发了关于宇宙命运的深入思考。
《三体》中有一句话:“光锥之内就是命运。”这句话道出了在四维时空内三维生物(包括你和我)的维度局限。霍金在《时间简史》中对于时间的箭头问题也做了相当精彩的论述,即为什么时间总是从过去流向未来的“单向矢量”,而不是相反。从热力学第二定律的角度来看,时间的箭头与熵增原理密切相关。熵是衡量系统无序程度的物理量,随着时间的推移,熵不断增加,系统从有序向无序演化,这就决定了时间的单向性。这种单向性不仅体现在物理过程中,也体现在我们的日常生活中。我们无法眺望未来,只能回忆过去;破碎的镜子无法自动复原,泼洒的水无法自动收回。时间的箭头仿佛是一道无形的规则,约束着宇宙中的一切事件。
伽利略时代的物理学最大的对手莫过于禁锢思想的教会,而霍金终身对抗的,则是吞噬生命的病魔。霍金本人更是一位与时间抗争的勇士。身患渐冻症的他,其物理的肉体被禁锢在轮椅上,但他却以顽强的毅力和非凡的智慧,在时间的舞台上留下了浓墨重彩的一笔。“人类唯一不可被禁锢的即是思维”,他,活成了这句话的样子。
“哀吾生之须臾,羡长江之无穷。”在探索时间奥秘的过程中,我们不可避免地会触及关于生死的思考。时间是生命的舞台,生命的诞生、成长、衰老和死亡都在时间的长河中上演。从生物学的角度来看,生命体的代谢过程、细胞的分裂与死亡都与时间紧密相连。每一个生命都有其有限的寿命,时间如同一位无情的收割者,最终会带走一切生命。
但,时间依然有它带不走的东西。人类的一生绝不仅仅是长度,同样还有广度、丰度和温度。思考生死,不仅仅是对生命长度无奈之感慨,更是对生命意义究极之追问。所谓“黑夜给了我黑色的眼睛,我却要用它寻找光明”。
在时间的长河中,个人的生命是如此短暂,恰如闪逝的时空涟漪。然而,正是在这短暂的生命中,我们创造了灿烂的文化、辉煌的文明。我们通过艺术、文学、科学等方式,将自己的思想和情感传递给后人,让生命在时间的长河中通过信息留下永恒的印记。我亦希望在弥留之际,在生命最后的普朗克时间里,我能看到因视网膜缺血而感知到的神圣之光闪过,因为神经递质的喷涌而带来的真实幻觉:我将与一生的亲人和朋友执手重逢,时间也因之定格……我会觉得此生为人,真好。
一晃30多年过去,人类对时间的研究更为深入,然而对时间的理解则变得更加扑朔迷离。或许如“瓶中之脑”的我们终究搞不清楚,时间究竟为何。然而踏上取经路,比到达灵山更重要。在探求时间的真经大道上,有太多的玄妙等待着我们去领略:从黑洞的量子特性到万物理论的追寻,从量子态宇宙的假设到平行宇宙的可能性……再翻《时间简史》之际,我忽然心生欢喜:人类的思维即宇宙的边界;问对了问题,就终究会有答案。
写在《时间简史》成书 37年之际
尹烨 华大集团CEO生物学博士
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