原文摘选:
8. 以关联为动力
——如何描述一个一切都会发生但唯独缺少时间变量的世界呢?在这个世界里,没有共同的时间,变化的发生也不依循特定的方向。
——没有必要从这些变量里挑出一个特殊的量,然后把它命名为“时间”。…… 世界的基本理论必须这样来构建,并不需要时间变量,只需要告诉我们事物相对于彼此变化的方式,也就是告诉我们这些变量之间的关系是怎样的。
——这就是力学的基本形式,无需提到“时间”。 不含时间的世界并不复杂,它是个互相关联的事件网络,其中的变量遵循概率法则,而我们居然在很大程度上知道怎样来描述。
——理论中的各种变量描述了形成物质、光子、电子、原子的其他组成部分的各种场,以及引力场,它们都在同一个层次上。……它们不居于时间之中,而是彼此间不断相互作用,只有在相互作用时才存在。这种相互作用……既没有方向,也非线性。……这些相互作用的动力学是概率性的。
——世界就像是相互关联的点的集合。……是这些基本量子,以及它们之间的相互作用,决定了空间的延展和时间的间隔。
——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。
点评:
@卡洛·罗韦利认为,“时间”的概念失去了价值。不仅如此,他更为激进地剥夺了“时间”的地位,不仅从本质上,而且从形式上。这么做是否恰当呢?
动力学研究的是作用于物体的力与物体运动的关系,目的是要确定一一对应的关系,解释一个事件的存在是如何导致另一个事件的发生。从这个角度看,动力学可以不涉及“时间”的问题,只需要关注物质之间相互作用的方式和规律。从某种意义上来说,动力学是一个 “静态”的学科,它所关注的是一个“短暂”的结果,这方面与热力学有所不同。热力学研究的是一个持续变化的过程,这一过程包含了不确定性以及不可逆性,因而“时间”作为一种描述事物变化的手段似乎仍然有一定的价值。
那么,对于动力学来说,我们是不是可以完全地抛弃“时间”的概念呢?卡洛·罗韦利作出这样的决定似乎有点“刻意而为之”的味道。无论如何,我们生存在这个世界中仍然能够感受到“时间”带给我们的那种“流逝”的感觉,这种感觉并不会因为动力学的改观而自动地消失。
正如热力学观察粒子连续的运动过程一样,如果我们将动力学的一个个“相互作用”连接起来,会出现什么样的结果呢?这些结果具有什么特征呢?热力学反映了能量流动的不可逆性,而动力学则可以反映自然力作用的不可逆性,也就是物质结构的不可逆性。恰恰是物质结构的不可逆性给了我们“时间”的感觉,而不是能量。
什么是“不可逆结构”?它的本质特征是什么?在此,我用最简单的语言给“不可逆结构”下一个定义:在自然力的作用下,运动的物质以某种方式结合(或聚集)在一起,形成的一种相对稳定的动态平衡结构,并且这个结构的物理性质也会随之发生一定的改变。当不可逆结构形成以后,由于物质间存在着相互的作用力,使得结构具有了一定的稳定性,在各种条件、环境不发生巨大改变的情况下,物质就难以返回到以前的运动状态。
如果我们要观察物质结构的一系列变化,就无法抛弃“时间”的概念,但是我们需要的仅仅是一个“时间”工具。
牛顿的“时间”是一个客观的、统一的、可逆的时间,它用来描述确定的、重复的运动;爱因斯坦的“时间”是一个客观的、相对的、可逆的时间,牛顿的“时间”因此分裂为许多不同的“时间”;量子力学的“时间”是客观的、微观的、不可逆的时间,它描述的是不确定的、不重复的运动结果;而我认为“时间”不是客观的,只是一种主观的描述方式,它可以用来描述可逆的或者不可逆的运动过程。
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