问题

时间真实存在吗?

回答
时间,这个我们每天都在谈论、感受、计算的东西,它到底真实存在吗?这个问题,看似简单,实则触及了物理学、哲学甚至我们最根本的感知方式。与其说时间是一个可以用手指点出来、眼睛看得见的“东西”,不如说它是一种我们理解和组织宇宙的方式,一种深刻嵌入我们存在模式中的概念。

时间作为一种“流逝”的感知:

首先,我们最直观地感受到时间,是通过它的“流逝”。日升日落,季节更替,生命从出生走向衰老。这种前后相继、不可逆转的感觉,是我们经验的核心。我们无法回到过去,只能前进。记忆是过去的印记,而对未来的期待则驱动着我们现在的行动。这种“流逝感”,是我们最直接的“时间存在”的证据。

但物理学家们会告诉你,这种“流逝”更像是一种我们主观的体验,而非宇宙本身的内在属性。爱因斯坦的相对论,特别是狭义相对论,就彻底颠覆了我们对绝对时间的认知。相对论告诉我们,时间不是一个普遍的、恒定的背景,而是与观察者的运动状态息息相关的。

相对论下的时间:不是绝对的,但真实存在

在狭义相对论中,时间是与空间交织在一起的,形成了一个四维的时空连续体。你我所经历的“现在”,实际上是一个相对的概念。如果你以接近光速的速度运动,你的时间流逝会比静止的人慢。这就是著名的“时间膨胀”效应。

想象一下,一对双胞胎。一个留在地球,另一个乘坐高速飞船去太空旅行。当旅行者回来时,他会发现自己比留在地球上的双胞胎年轻。这不是什么科幻小说,而是经过实验验证的物理事实(例如,粒子加速器中的粒子寿命延长)。

这意味着,不存在一个统一的“宇宙时钟”,所有人都同步。我们每个人都有自己的“个人时间”,与他人的时间存在差异。那么,这种“相对”的时间,还能说是“真实存在”吗?

我想说,它是以一种比我们过去想象的更复杂、更微妙的方式存在的。它不是一个独立的实体,而是物质和能量运动所产生的“属性”或“维度”。没有运动,就没有时间(至少是我们所理解的时间)。

热力学第二定律与时间的方向性:

我们之所以觉得时间是单向的,还有一个重要的物理学解释,那就是热力学第二定律,也称为熵增定律。简单来说,在一个封闭的系统中,无序度(熵)总是倾向于增加。

比如,一杯热水会逐渐变凉,而不是自行变热。破碎的玻璃杯不会自行复原。宇宙从一个高度有序的初始状态(大爆炸),正朝着一个越来越无序的状态发展。

这种熵的不可逆性,为我们提供了“时间箭头”。我们之所以能区分过去和未来,很大程度上是因为我们观察到的是熵增的过程。过去是低熵的,未来是高熵的。虽然从微观层面看,许多物理定律是对称的,即它们在时间上可以倒转,但宏观世界的“时间箭头”是由熵增决定的。

所以,当我们说时间“真实存在”时,我们是在指这种不可逆的、由熵增决定的宏观过程,还是指微观粒子运动的“时间对称性”?这取决于我们站在哪个观察角度。

哲学上的思考:时间是幻觉还是现实?

哲学家们对此更是争论不休。

“现在主义”(Presentism)认为,只有“现在”是真实的。过去已经不复存在,未来尚未到来。我们的经验也似乎支持这一点,我们只能直接体验“现在”。
“永恒主义”(Eternalism)则认为,过去、现在和未来都是一样真实的。它们只是时空连续体中的不同“部分”。我们只是以一种特定的方式在体验这个“块宇宙”(Block Universe)。爱因斯坦的相对论,某种程度上更倾向于这种观点。

从日常经验来看,时间似乎是“流动”的,我们被动地随着它向前。但从物理学家的角度看,时空是一个整体,其中包含了所有“时刻”。我们之所以感受到“流动”,可能是因为我们的意识在其中“穿越”。

我如何理解“时间真实存在”?

我不认为时间是一个独立的“东西”,可以抓取或测量。它更像是一种“关系”。

它是一种测量运动和变化的方式: 我们用时间来量化事件发生的顺序和持续时间。没有变化,就没有时间的概念。
它是一种宇宙的属性,与时空不可分割: 时间是我们宇宙结构的根本组成部分,与空间紧密联系。
它是一种我们感知和组织经验的框架: 我们的思维方式,我们的记忆,我们的意识,都建立在时间的序列之上。

所以,时间真实存在,但它的存在方式,远比我们日常感知的“滴答滴答”要深刻得多。它不是一个旁观者,而参与了宇宙的构成;它不是一个绝对的标准,而是与观察者息息相关;它也不是一个简单的“流逝”,而是熵增、运动和时空结构共同作用下的结果。

我们之所以会问“时间真实存在吗?”,恰恰说明了我们对时间这个概念的认识,一直在随着我们对宇宙理解的深化而演变。它是一个不断被探索、被重新定义的,充满魅力的概念。

网友意见

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很多哲学问题的讨论,历史上总有一个阶段性的时刻,在这个时刻,出现了一个理论,这个理论不是解决了问题,而是澄清了问题。

关于时间的讨论,可以说是很古老了。但是就像是其他的复杂哲学问题讨论一样,它也有这样一个历史时刻。我相信这个历史时刻是这样一个理论的诞生:McTaggart的A-series vs B-series,以及A理论和B理论。这些讨论出现在两篇巨著中,一个是1908年的“The Unreality of Time”,一个是1927年的“The Nature of Existence”

McTaggart总结了历史上的讨论,认为关于时间的观点有两大类,也就是A-series 和 B-series。简单讲,就是“有时态(tensed)”的和“无时态(tenseless)”的区别。具体讲:

时间的A series指的是事件在时间序列中,总是从历史走向现在再走向未来。一个事件要么是历史的,要么是现在的,要么是未来的,同时它曾经是(was)未来的,现在(is)是现在的,并且将要是(will be)历史的。这个是一个非常符合我们直觉的理解。

而B-series则强调事件在时间序列中的相对位置。它不谈论历史现在未来,而是谈论“先于”、“后于”、“同时于”这样的命题。

支持A-series的理论叫做A理论,支持B-series的理论叫做B理论。

  • A理论强调“现在”的特殊性,然后把时间序列以“现在”为界线划分为“历史”与“未来”。例如说它会说“2018年是两年前的历史”。
  • B理论则据斥历史现在未来之分,在它看来,时间中的“现在”,和空间中的“这里”是一回事。空间中不存在一个特殊的“这里性(hereness)”,正如时间中不存在一个特殊的“现在性”。例如它会说,“2018年先于2020年两年”
  • 在A理论中,事件在时间序列中总是在变化的,它从“未来的”变为“现在的”然后变为“历史的”。
  • 但是在B理论中,事件序列是不变的,两个事件M先于N,那么无论在何时,M总是先于N的。
  • 在A理论中,时间是在不停流逝的,时间箭头总是从“历史”指向“未来”
  • 在B理论中,时间与空间一样只不过是时空维度的一部分。时间箭头不是时间本身的“流向”,而是时间维度中物理结构的不对称性。就好像在地球上有“上下”之分不是因为空间有上下,而是空间中的引力场不对称。同理,时间序列中的“先后”之分不是因为时间有箭头,而是时间维度中熵的不对称。

比如说,我现在在码字,完了一会儿去吃饭。对于同样的事件序列,A理论说:

“我现在再码字,将要去吃饭。”

而B理论说:

“我码字与本论断同时,吃饭在本论断之后。”

McTaggart然后对两个序列进行了分析。他的结果是:

  1. 只有A series中才能有“真实的”时间;
  2. 然而A是自相矛盾的!

这个就是McTaggart 悖论。那么我们来看看他是如何论述的:


A-series和时间的“真实性”:

McTaggart对时间的真实性的讨论来自变化的真实性。他的基本逻辑如下:

  • 仅当变化存在时,时间才是真实的(奥卡姆剃刀)
  • 仅在A序列中,变化是存在的
  • 所以,仅当在A序列中,时间才是真实的。

这个论证其实并不难理解。例如说,一个事物从M变为N。在B系列中,M永远在N之前,N永远在M之后。它们总是在时间序列中存在的两个事件。M既没有产生,也没有消亡,也没有变化:它一直就在那儿。所以在B序列中,是不存在变化的。

一个简单的例子可以直观说明这个问题,在B理论中,时间序列与空间序列没有什么区别。我们从来不会把“一个球在M点,一个球在N点”称作是一个变化,那我们又有什么理由把时间序列中的M和N两个事件称作是一个变化呢?

如果你认同时间依赖于变化,那么你就会得到“只有A序列时间才是真实的”这种结论。


A-series的不自洽性:

McTaggart说,在A序列中,

  1. “在过去”、“在现在”、“在未来”是三个互相不相容的性质
  2. 在A序列中一个事件拥有这三个性质
  3. 所以,一个事件拥有三个互不相容的性质,所以自相矛盾。

这个论断看起来很傻,因为你可以说,事件并不是同时拥有者三个性质的,它曾经是未来,现在是现在,将会是过去。所以这肯定不算是自相矛盾啊。这难道很难理解吗?

是的,很难,Mataggar说道,不但很难,而且不可能。因为我们说“曾经是未来,现在是现在,将会是过去”这件事,本身又引入了A序列的性质来描述一开始我们所说的A序列性质,这要么是循环论证,要么就无限递归。

我们可以仔细掰扯一下。为了避免M拥有不相容性质的问题,我们说

M这件事在现在是现在的,在过去是未来的,在未来是过去的。

然而,当我们这样说的时候,我们只不过是把一开始的论断又包装了一层A属性,我们不再讨论M这件事,而转而讨论“M是过去的”这件事。那么这件事也同样拥有不相容的性质。问题并没有得到解决。

我们可以继续下去:

“M是过去的”这件事在过去未来的,在现在是现在的,在未来是过去的。

但是同理这仍然不能解决问题。于是我们陷入了无穷递归。

于是乎,A理论就不能够做到自洽。

于是,综上所述,Mataggart说,B理论中没有真实的时间,只有A理论才有真实的时间,但是A理论无法做到自洽。所以不存在真实的时间。

McTaggart关于时间的理论,应该说澄清了很多过去的哲学讨论。虽说后人有很多人继续对他的论断进行批判,但是,A理论和B理论的分类却很好地概括了对时间的不同看法。因而衍生出了所谓的presentism(现在主义)eternalism(永恒主义)的分野。

而在物理学中,当代科学家大约是更加倾向于eternalism的。更加具体一些,就是所谓的block universe theory(整块宇宙论?)four dimensionalism (四维主义)。如果按照McTaggart的最初论断看,这些观念中都是否认时间的真实性的。当然,科学家并不会像哲学家那样下这样形而上学色彩的结论,他们更加愿意说这样的话:

“时间只是block universe的一个维度而已。”

==========

更新:评论区中有人感觉M从Taggart的推理不太清楚,这里仔细掰扯一下:

我们设计这么一套符号,我们用P表示过去(past),N表示现在(now),F表示未来(future)。我们用e来表示一个事件(event)。那么我们可以把“事件e是过去的”表示为Pe,把“事件e是现在的”表示为Ne。

好了,到此为止一切都很简单。

我们可以进一步表示事件的“二阶”A性质。比如说,“事件e在过去是未来的”就可以表示为PFe,“事件e在现在是过去的”表示为NPe。

我们知道,P、N、F是互不相容的,也就是说,一个事件是过去的,那么它就不会是现在的。也就是说:

(1) 等等。

但是A序列时间的流动却要求e拥有P、N、F三个性质,也就是说:

(2)

因此(1)与(2)不能同时成立。然而A序列却要求它们同时成立,于是A序列失败掉了。

对此的反驳可以说,(2)是不对的,因为e先后相继拥有了F、N、P的性质,而不是同时拥有的,也就是说,e在过去是未来的,在现在是现在的,在未来是过去的:

(3)

这样我们就涉及到了“二阶”的A性质了,我们一共有9个这样的“二阶”性质:

一个非常过去的事件可以在过去就是过去的(PP),然后随着时间流逝,它就变成过去是现在的(PN),过去是未来的(PF),现在是过去的(NP),现在是现在的(NN),现在是未来的(NF),未来是过去的(NP),未来是现在的(FN),以及在更遥远的未来,未来是未来的(FF)。

那么,McTaggart说,事件e拥有了全部的这9个二阶性质。但是我们知道,这九个性质之间并不全部相容。例如说NP、NN、NF显然不相容。

于是我们再一次面临着事件e有着不相容的性质这种境地了。

于是我们可以进一步说,事件e并不是同时拥有了这九个性质,而是相继拥有了它们。于是我们就面临着“三阶”性质了,例如PPP、PPF等等一共27个。

然而McTaggart的逻辑仍然有效,引入复杂的三阶性质并不能使其摆脱自相矛盾的困境。

于是我们只有陷入到无限递归。无论我们如何引入更“高阶”的A性质,都不能使我们从困境中解脱出来。


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更新 2020-9-17:

评论区里面有些人不明白A理论中循环论证在何处,这里简单掰扯一下。

我们说一个变化的事物,例如说“这个苹果曾经是绿的,现在是黄的,未来将是红的”,这个论述中就没有问题,我们在描述苹果在不同的时刻所拥有的不同性质——这恰恰是变化的含义。

但是,如果我们把“过去、现在、未来”作为这个事件的性质,把它放到被描述的位置上,例如“这个苹果曾经是未来的,现在是现在的,未来将是过去的”,那么,我们就是在用时间性质描述时间性质。所以就有循环了。

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