我第一次聽說時(shí)間是幻覺，還以為這是要講釋迦牟尼勒，但沒想到這句話竟然是愛因斯坦說的。愛因斯坦臨死前親筆寫了這樣一句話。對于我們這種信仰物理學(xué)的人來說，過去，現(xiàn)在，未來，這之間的區(qū)別只是一種頑固又持久的幻覺。這太毀三觀了。但仔細(xì)想想時(shí)間究竟這個(gè)啥，好像真的沒有人能說得清。五分鐘和一個(gè)小時(shí)感覺不一樣，難道這種感覺就是時(shí)間嗎？科學(xué)家用各種物理公式來描述客觀事件，然后告訴我們事件不會(huì)因?yàn)槟愕闹饔^感受而改變。但這些物理公式里面都有時(shí)間這個(gè)參數(shù)，如果時(shí)間是一種感覺，那豈不是說物理公式也都是憑感覺來的。繞來繞去，只能承認(rèn)時(shí)間是幻覺，雖然聽起來有點(diǎn)荒唐，但現(xiàn)實(shí)中可能真的是這個(gè)樣子。
今天，我們就來聊聊時(shí)間背后的故事。1986年，科學(xué)家深入亞馬遜叢林，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)沒有時(shí)間的部落。這個(gè)部落叫做阿蒙達(dá)瓦，部落里所有人都沒有年齡，語言中也不存在年月日這種描述時(shí)間或者時(shí)間段的詞匯。我們?nèi)绻f這件事是去年發(fā)生的，是昨天發(fā)生的是后天將要發(fā)生的，他們是無法理解的。他們只理解白天黑夜，雨季，旱季這四個(gè)概念，他們經(jīng)常改名字。比如，你弟弟出生了，你就把你的名字給你弟弟，你就獲得了一個(gè)新的名字。這個(gè)名字就代表你的一個(gè)新的生活階段開始了。
假如我們的祖先沒有虛構(gòu)一個(gè)時(shí)間概念出來，我們會(huì)和阿蒙達(dá)瓦人一樣，只知道白天吃飯，晚上睡覺，雨季生娃，汗跡打獵。昨天，現(xiàn)在，明天下周，這些虛構(gòu)的詞匯，我們也一樣無法理解。還有一個(gè)經(jīng)典的案例，那就是nba的球星穆大叔，他到底有多大？這絕對是一個(gè)永恒的謎團(tuán)。他來自一個(gè)沒有年齡概念的非洲部落，你會(huì)在你出生的時(shí)候選一棵樹在上面砍一刀，然后這個(gè)樹就代表你了。當(dāng)你去世的時(shí)候，不如你再把這棵樹砍倒，露出里面的年輪，這些年輪就是你的墓志銘，證明你來過這個(gè)世界活了這么久。穆大叔離開非洲的時(shí)候，他的那棵樹早就因?yàn)閼?zhàn)亂不見了，所以他一直不知道自己多大。1991年參加選秀的時(shí)候，官方說他25歲，但從照片上看他明顯比一般人要老很多。球迷們都會(huì)說鬼知讓木大叔是從20幾歲打到了40幾歲，還是從40幾歲打到了60幾歲？看來人類并不是天生就理解時(shí)間。但我們一直沒有發(fā)現(xiàn)時(shí)間有什么不對勁。就連牛頓這種天神級的科學(xué)家也沒有發(fā)現(xiàn)，他也認(rèn)為時(shí)間是絕對的，是一個(gè)一直在以某種恒定的速度流淌的宇宙法則，只到100多年前，情況終于發(fā)生了變化。
時(shí)間回到1902年， 一個(gè)小伙被介紹到瑞士專利局勢上班，當(dāng)時(shí)有一種叫做同步時(shí)間的發(fā)明概念非?；?。小伙一天之內(nèi)就能看到幾十種同步時(shí)間的腦洞發(fā)明。有人用連桿，有人準(zhǔn)備用無線電，甚至有人要開一家專門負(fù)責(zé)幫人對時(shí)的鐘表店。讓雇員每天早上拿著對好時(shí)間的手表，但最早的火車前往歐洲各地運(yùn)送時(shí)間。其實(shí)這些發(fā)明的目的只有一個(gè)，那就是讓歐洲各地的鐘表都保持同一個(gè)時(shí)間。
當(dāng)時(shí)火車已經(jīng)非常發(fā)達(dá)了，但是時(shí)間始終無法同步，比如巴黎到日內(nèi)瓦的火車去的時(shí)候一路上都是按照巴黎的時(shí)間來賣票發(fā)車，回來的時(shí)候了，就得按照日內(nèi)瓦的時(shí)間來賣票發(fā)車，旅客們直接就混亂了，經(jīng)常按照自己的鐘 表跑過去，火車早就開跑了。這都是小子，要是城市之間的調(diào)度員也沒有統(tǒng)一好時(shí)間，那就會(huì)發(fā)生火車相撞的慘案。小伙就這樣天天與各種有關(guān)時(shí)間的發(fā)明打交道，一干就干了三年，他突然意識(shí)到時(shí)間是一種幻覺。
這天是1905年5月23日，而這個(gè)小伙正是愛因斯坦。這天上班的路上，他經(jīng)過市中心的鐘樓。聽到了整點(diǎn)的鐘聲，他突然想到，如果自己以光速離開這個(gè)鐘樓，那身后的鐘會(huì)怎么計(jì)時(shí)呢？顯然，鐘反射的光也是按照光速前進(jìn)的，所以他追不上愛因斯坦，這樣愛因斯坦就會(huì)一直看到他離開鐘樓那一瞬間的時(shí)刻。但是他自己手上的手表仍然在繼續(xù)計(jì)時(shí)，他的時(shí)間并沒有停止，想到這里，愛因斯坦立刻想通了一個(gè)物理懸案。這個(gè)懸案叫做光速不變，本來，物理學(xué)中所有的速度都是可以變的，比如我們站在地上去抓一顆子彈，手會(huì)被打穿。如果站在一架高速飛行的飛機(jī)上去抓子彈呢，沒準(zhǔn)你能抓住他。這是因?yàn)樽訌椩陲w，飛機(jī)也在飛，兩個(gè)速度相同的時(shí)候，子彈就相對于飛機(jī)靜止了。按照常理光速也應(yīng)該是一樣的道理。
有一次兩個(gè)科學(xué)家就決定用地球來模擬飛機(jī)光速，來模擬子彈，檢測一下這個(gè)想法。我們已經(jīng)知道了地球是在繞著太陽高速旋轉(zhuǎn)的，這個(gè)旋轉(zhuǎn)的速度大概是每秒30公里。那么在地球上測量迎面撞向地球的光，和在后面追趕地球的光，他們到達(dá)的時(shí)間應(yīng)該是不同的?？唇Y(jié)果怎么測這個(gè)到達(dá)時(shí)間都相同，測了幾十年，做了無數(shù)次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果都沒有改變。這就相當(dāng)，如果站著不動(dòng)測光速后，在高速飛行的飛機(jī)上測光速光的速度竟然沒有發(fā)生變化。這太詭異了，怎么解釋這個(gè)現(xiàn)象呢，直到愛因斯坦在鐘樓前頓悟了。他說，我們測量的光速不變其實(shí)是因?yàn)闀r(shí)間可變。為什么同時(shí)到達(dá)，是因?yàn)樽汾s地球的那個(gè)光，他的時(shí)間膨脹了，他的一秒鐘變得更長了，時(shí)間應(yīng)該被叫做時(shí)空。當(dāng)你在空間上運(yùn)動(dòng)了你就代表你在時(shí)間上也運(yùn)動(dòng)了。比如，你朝我走過來，你感覺你的時(shí)間沒有任何變化，但在我看來，你的時(shí)間變慢了，聲音變慢了，動(dòng)作也變慢了。直到你站住不動(dòng)，我們的時(shí)間才同步你看我，我看你才是一樣快。
怎么理解這種反直覺的結(jié)論呢？這個(gè)叫做布萊恩格林的物理學(xué)家繼續(xù)講了這樣一個(gè)故事。按照愛因斯坦的時(shí)空觀，我們就得到了一個(gè)思維失控的塊狀宇宙，在這個(gè)宇宙模型當(dāng)中。每一個(gè)橫切面都代表整個(gè)宇宙的三維空間，下一個(gè)前面就是這個(gè)三維宇宙的未來一瞬間。上一個(gè)切面，則是它的過去一瞬間，就像一個(gè)快門，我們理解中的現(xiàn)在，這一時(shí)刻可能同時(shí)包含在辦公室的時(shí)鐘指到了十二點(diǎn)，老貓從窗臺(tái)上跳了下來，1000公里外的鴿子從廣場上飛起來了，38萬公里外的月球被隕石撞擊了，100光年外的某顆恒星爆炸，等等等等，這些事件都同時(shí)發(fā)生在一個(gè)前面上，也就是一個(gè)三維宇宙當(dāng)中，而這一時(shí)刻之后的所有切片，都是早就已經(jīng)存在了。
就像一部放映機(jī)，宇宙繼續(xù)放映。從38億年前的宇宙大爆炸到銀河系形成，再到45億年前地球誕生，恐龍滅絕一直到今天。我們每時(shí)每刻都已經(jīng)在這個(gè)塊狀宇宙當(dāng)中被注定了，未來，現(xiàn)在，過去都是前面而已，沒有區(qū)別。而時(shí)間流淌過去消失未來一一展開，這只是我們的幻覺?；氐竭^去，看到未來，這都是很容易實(shí)現(xiàn)的情景，只需要在空間中移動(dòng)，時(shí)間也就移動(dòng)了。比如宇宙這里有一個(gè)外星人，在他100光年外的地球上還有另一個(gè)地球人。現(xiàn)在他們都坐著不動(dòng)，他們的時(shí)間是相同的。因此他們就在同一個(gè)切片上。但如果這個(gè)外星人騎上他的自行車，開始向遠(yuǎn)離地球的方向移動(dòng)，那么他的移動(dòng)將減慢時(shí)間的流動(dòng)。這個(gè)時(shí)候，他們的時(shí)間就不再相同了。這也就意味著你把切片的切刀傾斜了。雖然只傾斜了一點(diǎn)點(diǎn)，但被放大到100億光年的空間尺度上以后，外星人將看到這個(gè)地球人的過去好幾百年。這個(gè)時(shí)候，外星人會(huì)認(rèn)為地球上正在發(fā)生幾百年以前的事情。外星人會(huì)看到小時(shí)候的那個(gè)地球人，會(huì)看到地球人正在登月，正在爆發(fā)戰(zhàn)爭等等的歷史切片。但是當(dāng)外星人調(diào)轉(zhuǎn)車頭開始向著地球移動(dòng)，那么這個(gè)切片又向未來傾斜了。這個(gè)時(shí)候，外星人看到的地球是幾百年以后的樣子。
在理論上，這些正的斜的穿越時(shí)空的切片都是合理的，但在現(xiàn)實(shí)中我們只感覺到現(xiàn)在。我們覺得過去的時(shí)空消失了，未來的時(shí)空還沒有出現(xiàn)。而事實(shí)上，過去，未來其實(shí)都和現(xiàn)在是一樣真實(shí)一樣存在的。好吧，故事發(fā)展到這里，已經(jīng)不是時(shí)間是不是幻覺的問題了，而是整個(gè)宇宙都是一塊宿命的面包。時(shí)間幻像，宇宙宿命，這簡直就和釋迦牟尼在說故事一樣。真希望愛因斯坦搞錯(cuò)了，真的有點(diǎn)難以接受這塊宿命宇宙的面包，但現(xiàn)實(shí)愛因斯坦好像真的沒錯(cuò)。時(shí)間來到1971年兩個(gè)物理學(xué)家為兩只原子鐘購買了機(jī)票。當(dāng)把原子鐘帶上了飛機(jī)，這是當(dāng)時(shí)最精準(zhǔn)的時(shí)鐘，運(yùn)行2000萬年誤差不會(huì)超過一秒。如果愛因斯坦理論沒有錯(cuò)，那么這兩臺(tái)原子鐘在天上飛起圈以后會(huì)和地面上的原子鐘 產(chǎn)生時(shí)差。這個(gè)時(shí)差就證明飛行的過程讓時(shí)間變慢了，果然落地后兩臺(tái)原子鐘慢了4/10億秒。
初代的gps衛(wèi)星上天的時(shí)候定位精度只有1000米左右。但現(xiàn)在衛(wèi)星還是那個(gè)衛(wèi)星，原理還是那個(gè)原理，為什么定位進(jìn)度會(huì)提高到一米了？其實(shí)影響定位最大的因素就是時(shí)間，只要時(shí)間足夠準(zhǔn)確，定位將無限準(zhǔn)確。衛(wèi)星定位的原理大概是這樣的，你手機(jī)里有一個(gè)gps芯片，它會(huì)向外釋放一段電磁波，電磁波也是一種光，也按光速飛行。這段電磁波中只有一個(gè)信號(hào)，那就是他現(xiàn)在的時(shí)間，然后天上有一個(gè)衛(wèi)星接收到了這個(gè)信號(hào)。衛(wèi)星也產(chǎn)生一個(gè)信息，這個(gè)信息是衛(wèi)星接收到信號(hào)的時(shí)間。兩個(gè)時(shí)間相減再除以光束就是芯片離衛(wèi)星的距離，衛(wèi)星的軌道已知，那芯片的第一個(gè)位置也就確定了。同時(shí)，第二第三第四顆衛(wèi)星也在重復(fù)這個(gè)過程，芯片的第二第三第四個(gè)位置也就被確定下來。所有的位置畫圓相交，就得到了百分之百精確的芯片位置。理論上，如果每一個(gè)衛(wèi)星里都有一個(gè)極其準(zhǔn)確的原子鐘，芯片也在地面上被一個(gè)極其準(zhǔn)確的原子鐘授時(shí)，那這樣不會(huì)產(chǎn)生偏差，那誤差從哪里來呢。果然，科學(xué)家們按照愛因斯坦的時(shí)空公式校準(zhǔn)過gps算法以后，精確度馬上從1000米提升到了一米。
2016年天空二號(hào)實(shí)驗(yàn)飛船上已有幾臺(tái)中國研發(fā)的能源冷原子鐘。據(jù)說，這些冷原子鐘已經(jīng)可以精確到從宇宙大爆炸到現(xiàn)在138億年，誤差不超過一秒。這也就意味著未來中國的北斗定位系統(tǒng)可以精確到毫米級別?？赡芫驮诿髂旰竽?，即使是到了重慶那種魔幻的3D城市，導(dǎo)航也能知道你在第幾層的高架上面，想想都覺得有點(diǎn)恐怖啊。愛因斯坦果然神通廣大。
愛因斯坦推測，如果有一個(gè)天體，他的引力足夠大，大到連光都被他吸出了，逃不出來了。那么這個(gè)天體里面時(shí)間就禁止了，天體外面越接近它時(shí)間越慢，這個(gè)天體就叫做黑洞。1915年，愛因斯坦通過計(jì)算預(yù)測了黑洞的樣子，但現(xiàn)實(shí)當(dāng)中沒有人見過黑洞，黑洞的樣子只是一個(gè)理論預(yù)測。究竟什么時(shí)候人類才能拍攝到一個(gè)黑洞呢？
直到2019年，人類首次拍到了一張黑洞的照片，果然又和愛因斯坦預(yù)測的一模一樣，看來愛因斯坦又對了。NSNA有兩個(gè)的宇航員斯科特凱里和馬克凱里，他們是一對同卵雙胞胎，擁有一樣的基因主。NSNA讓斯科特去太空中住了一年，馬克留在地球上，然后分析他們的基因主變化。大家有沒有覺得斯科特明顯兵馬克看上去要年輕呢？這會(huì)不會(huì)是速度變快，時(shí)間變慢的最直觀表現(xiàn)呢？果然，拿著分析哥倆的基因以后發(fā)現(xiàn)斯科特的端粒明顯變長了，端粒是染色體末端的一個(gè)結(jié)構(gòu)。普通情況下的年紀(jì)越大，端粒會(huì)越短。但是在返回地球兩天以后，斯科特的端?；謴?fù)到了正常長度。緊接著斯科特的體內(nèi)分之93的基因都恢復(fù)到了正常，但還有百分之七的基因發(fā)生了永久性的變異。
如果愛因斯坦全對了，那一定存在一個(gè)放映機(jī)，是他在控制宇宙不可逆地向前播放。但我們從物理理論中找不到這個(gè)放映機(jī)的任何線索，竟然放映機(jī)不存在，是不是可以證明愛因斯坦不對了？恰恰相反，這反而更進(jìn)一步證明愛因斯坦的正確，因?yàn)榉庞硻C(jī)極可能就是我們的大腦，是我們主觀感受中的一個(gè)機(jī)制。正是這個(gè)機(jī)制讓我們感覺時(shí)間在流淌，宇宙在向前播放。其實(shí)宇宙并沒有播放，所有的前面都靜靜地躺在那里，過去，現(xiàn)在，未來沒有區(qū)別，大腦的幻覺讓我們覺得時(shí)間在流淌。為什么會(huì)有這種幻覺了？要是能用某種方法讓這種幻覺停止了，那不就是所謂的超越過去現(xiàn)在未來三時(shí)的智慧嗎？
故事回到最開始的那句話，1955年3月，愛因斯坦寫下他的時(shí)候，他非常的悲傷，因?yàn)樗暮门笥沿愃鲃倓側(cè)ナ懒?。?dāng)年正是貝索把黑斯坦介紹了專利局去工作的。愛因斯坦把這封信寄給貝索的兒子，他相信時(shí)間是幻覺，貝索的去世是注定的。緊接著一個(gè)月以后，4月18日，愛因斯坦也從宇宙切片上消失了。但是他告訴我們，一切都是注定的，我們每個(gè)人都在三十八一年前宇宙大爆炸的那一瞬間都已經(jīng)死亡了?；蛘哒f我們每一個(gè)人都還沒有出生。無數(shù)個(gè)切片就在那，時(shí)間只是幻覺，宇宙早已注定好了。今天的故事就分享到這里，謝謝大家。
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