时间从何而来?为什么在我们看来时间在流动?

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保罗·戴维斯(Paul Davies )需要考虑。 他在亚利桑那州立大学(Arizona State University)担任物理学家,并在从理论物理和宇宙学的抽象领域到天体生物学的许多领域进行研究,研究地球以外的生命。 我们对戴维斯进行了一次采访,谈话自然而然地变成了时间这一话题,这是他长期以来的兴趣之一。

时间的流逝是现实还是幻觉?


时间的流逝是一种幻想,坦率地说,许多科学家和哲学家不太可能不同意这一点。 如果您停下来想一想,错觉的原因是显而易见的-“时间的流逝”是什么意思? 当我们说某物像河流一样流动时,是指该河流的某个位置相对于过去的时刻处于另一位置。 换句话说,它会及时移动。 但是时间不能随时间推移-时间就是时间。 许多人错误地开始相信时间没有流逝的说法实际上是在说没有时间,它不存在。 废话 时间存在。 我们测量了几个小时。 时钟不测量时间的流逝,而是测量时间间隔。 自然,各种事件之间存在时间间隔; 正是这些测量时钟。

那么,对电流的这种印象是从哪里来的呢?


我可以给你一个比喻。 假设我起床,转身几次,然后停下来。 我会充满整个宇宙在旋转的印象。 我会感觉它正在旋转-尽管我当然知道事实并非如此。 同样,我感到时间在流逝,但是我当然知道事实并非如此。 这种错觉的解释可能与您脑海中的某些事物有关,也可能与记忆有关-延缓了记忆等等。 因此,这是我们的感觉,而不是时间本身的属性。

人们还误以为另一件事:否认时间的流逝是对世界不对称性的否定。 当然,世界上的事件是按指示顺序发生的。 将鸡蛋放在地板上,鸡蛋会破裂。 您没有看到鸡蛋聚集回来。 建筑物在地震后倒塌,并且不会掉落在碎屑堆中。 在日常生活中,有许多时间不对称的例子,这是世界的财产。 这不是时间的属性,因此必须在宇宙生命的最初阶段及其初始条件下寻求对此的解释。 这是一个完全独立和尊重的话题。

时间对宇宙至关重要吗?


时间和空间是我们制定当前有关宇宙的所有理论的平台,但是人们怀疑它们是宇宙的原始性质还是衍生性质。 宇宙的基本定律可能是根据某些子空间和子时间来制定的,而时空则来自于一些更基本的东西。

在日常生活中,我们显然感觉到一个三维世界和一维时间。 但是在宇宙大爆炸中-我们不知道宇宙是如何从宇宙大爆炸中诞生的,但是我们相信量子物理学可以与此相关-我们有可能将这个概念(我们称为经典时空)理解为一切都很好确定然后不存在。 不仅物质和能量的世界,而且时空本身都有可能是宇宙特殊早期状态的结果。 我们不知道;这个问题正在研究中。

时间可以衍生吗?


这种关于时空可以是导数,第二属性的事实的二分法甚至存在于我开始职业之前就已经存在了,这种时空可以是更原始的东西,也可以是自然描述的最底层的东西。 约翰·惠勒(John Wheeler)对此很确定,并在1950年代对此进行了描述-可能会有某种预几何体从中流过,就像各种各样的柔性物体都是由原子组成的-人们都采用这种思想。

问题在于我们在这一领域没有任何可能的实验。 您可以提出各种数学模型,但是检查它们似乎是一个绝望的冒险。 我认为这是由于以下事实:大多数人认为,如果存在一些无法理解的子时空和子时间,那么任何偏离我们连续时空概念的东西都只能在所谓的“时空”中表现出来。 “普朗克标尺”比原子核小20个数量级,目前我们最好的仪器只能探测到比大原子核大许多数量级的标尺。 很难想象我们如何以受控方式达到普朗克规模。

如果有几个Universe,它们的时钟是否同步?


即使在我们的宇宙中,比较不同地点不同观察者的时间流逝也是一件微妙的事情。 例如,在黑洞表面附近的时钟速度将与地球上的速度有很大不同。 因此,在宇宙中没有共同的时间。

但是,如果我们有一个多元宇宙,那么要检查宇宙的正确时间是否彼此不同,只有在有可能将信号从一个宇宙传输到另一个宇宙的情况下才有可能。 这取决于多重宇宙模型。 有许多模型,但是在宇宙学家经常谈论的模型中-当宇宙气泡出现在某个上层建筑中时-没有直接的方法可以比较两个不同气泡中的时钟。

您如何看待他们在理解时间方面最有趣的新进展?


我对时间感知的工作特别感兴趣,因为我相信这一领域将在不久的将来迅速发展。 例如,有一个著名的实验,人们似乎在某些时候做出自由选择,然后事实证明,这个决定是早一点做出的,但是他们对时间和动作的感知却被大脑编辑了。 当我们观察世界时,我们会看到事件的持续,平稳发展,但实际上,感官只是轰炸大脑,将大脑凝聚在一起。 他对此进行了整合,并提供了一致的演示。 因此,我们仍然感到我们处于控制之中,并且一切都与一切结合在一起。 但是实际上,这是所有演示,都是在事件发生后重新创建的。

特别令人惊讶的是,人们的反应要比思想快得多。 您可以简单地跟随钢琴家或网球运动员的工作,就可以清楚地看到他们的动作:“球从这里飞了,我最好移到那里并击打它,”不可能。 根本没有足够的时间让信号到达大脑,然后再经过运动系统,反之亦然。 仍然给人留下了深刻的印象,他们可以实时观察世界并控制一切。 在我看来,这非常令人惊讶。

基础物理学中的时间是否有新变化? 是的,不是真的。 有新想法。 我认为根本问题没有消失。 我们已经讨论了一个:时间是次要属性还是基本属性? 是的,关于时间之箭的起源,时间的不对称世界,仍然存在争论。 我们知道这需要追溯到“大爆炸”,但是在我们解决过程中还存在许多问题。 但是,从测量时间及其性质的角度来看,这些都是理论和哲学问题。

当然,我们始终希望我们的实验人员能够改善时间测量。 在某个时候,他们将学会做得很好,以至于我们肯定会看到各种异常效果的出现。 存在一个压倒性的基本问题-尽管物理学定律在大多数时间上是对称的,但存在一组与弱相互作用相关的过程,其中这种对称与时间的逆转之间有一些根本性的破坏。 但是这种作用起着重要的作用。 我认为在这个方向上仍有挖掘的空间。 因此,在粒子物理学中,您仍然可以进行实验,以揭示弱相互作用中存在的时间方向变化的这种不对称性,并证明这一切都与时间箭头相吻合。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN406001/


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