时间的秩序

mengyuan

那么第三个篇章是什么呢？既然没有统一的时间的概念，那人类为什么会发明出时间的概念来？时间的来源到底是什么，我们是怎么感知到时间的呢？这是他在第三个篇章当中要解释的问题，首先在第一节是“时间即无知”。这个“时间即无知”听起来有点玄。我们要举个例子，比如我们看到一只猫，看到天上的一朵云，我们会认为它是一个物质，还是一个事件呢？大家现在都能够理解了，猫是一个事件，这个你原本很难理解。但是云是一个事件，大家都很容易理解吧？云是很多水分聚合在一起的这么一个事件，当这个水分散掉的时候，云就不存在了。所以你看，既然你能理解云是一个事件，你也能理解猫是一个事件，这道理是一样的吧？你就能理解这个事件了。

那么作者说：“这些真实的事物——猫，足球队，高与矮，云层表面，宇宙的旋转——都从世界中显现，而从更简单的层面上来说，世界上并没有猫、球队，没有高或低，没有云层表面，没有旋转的宇宙……时间从没有时间的世界中显现，与这些例子有相似之处。”就是你要想理解这个东西，就要回到熵的角度。我们大家认为，有这些东西的存在，有这些东西的显现，是因为我们要遵从一套我们人类的秩序。我们认为球队是有意义的，我们认为云是有意义的，我们认为猫是有意义的。这些东西符合一套秩序，因此你会发现熵增、熵减、热量的增加、热量的减少，会有这么一套过程。

“世界的熵并非只取决于世界的状态，也取决于我们模糊世界的方式。”就是我们怎么看待这个世界，怎么近似地计算它。“而这又取决于我们与哪些变量相互作用，即我们这部分世界与变量的相互作用。在遥远的过去，世界的熵在我们看来非常低，但这也许没有反映出世界的准确状态，也许只考虑了我们作为物理系统相互作用过的变量的子集。”

这话太拗口了，用俗话简单点讲，大家觉得远古社会没有人类出现的时候，在咱们看来是不是一个熵低的状况？那只是因为那是我们的尺度，从我们人类历史的尺度来看，我们人的头脑有一个最大的能力叫作记忆。记忆的能力形成了时间之矢，我们来解释这一切，我们认为这是一个地球变得不断熵增的过程。但是事实上，如果我们换到别的尺度来看，未必是这样计算的。记得洗牌的那个过程吧？从别的角度来看，可能地球上并没有不断地熵增。所以我们说，时间之矢是我们人类定义它的一个原因，是我们从人类的角度来看待这个东西的。“正是由于这种显著的模糊，宇宙的熵才很低。”就是那个时候（遥远的过去），宇宙的熵才很低。

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“这一事实开启了一种可能性：也许并不是宇宙在过去处于一种特殊状态，也许其实是我们，以及我们与世界的相互作用，才是特殊的。是我们决定了特殊的宏观描述。宇宙最初的低熵，以及时间之矢，也许更多源于我们，而非宇宙本身。基本的理念就是如此。”这就是又一个关于时间的哥白尼的说法，不是它们在变，不是有一个固定的时间在变，是我们在变，我们在定义这些东西。

“如果宇宙的一个子集在这种意义上很特殊，那么对这个子集而言，宇宙的熵在过去就很低，热力学第二定律就成立了；记忆会存在，痕迹会留下，也会有进化、生命与思想。……因此，也许时间的流动不是宇宙的特征，就像天空的旋转，来自我们在自己角落中的独特视角。”我们只是宇宙中的一个子集，一个小小的子集。这个子集因我们人类的存在而定义，所以我们认为，有一个时间之矢在不断地运动。

“在这个我们恰巧栖居的极其巨大的宇宙中，有无数个小系统S，其中一些小系统S中，熵的涨落很特殊，在热学时间流动的其中一端，熵刚好很低。对这些系统S而言，涨落不对称，熵是增加的。”太阳提供给我们的光子的熵很低，我们地球上的植物吃了这些熵很低的光子，然后进行光合作用，把它的熵变高，这个地球才维持了运转。

熵增是一个趋势和方向。我们过去有一个错误的观念，认为只有一种反熵行为，就是生命：植物吸收了混乱的东西，制造出了有秩序的生命体，比如人吃了树叶变成肉。错了，这个概念不对，植物做光合作用不是反熵的行为，它依然是一个熵增的行为。为什么这么说呢？作者说：“真相是有很多能量，而且没被消耗掉。世界运转需要的不是能量，而是低熵。”世界需要大量的低熵物体，像我们的食物一样。

“能量（无论是机械能、化学能、电能还是势能）都会把自己转化成热能，即热量，它会传到冷的物体。但要想把它（从冷的物体上加热了以后）再取回来，重新用来让植物生长，或驱动发动机，这样免费的方式并不存在。在这个过程中，能量保持不变，但熵增加了，熵无法回转，这是热力学第二定律所要求的。”也就是说，一块石头掉在了地上，为什么弹不起来呢？原因很简单，它掉在地上的那一刻，加热了地球。石头“嘭”砸了一下，就加热了地球，把那个热量传进去了。热量都在，并没有丢失，你想拿回来，请给我熵，就是你得交这个熵的税。如果没有熵的税，它不会往上弹。假如不存在热力学第二定律的话，你们猜那个石头会怎么样？它会弹，“咚咚咚”一直弹，因为它不需要交这个熵的税。

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所以，“让世界运转的不是能源，而是低熵源。没有低熵，能量会稀释成相同的热量，世界会在热平衡态中睡去——过去与未来不再有分别，一切都不会发生。”陷入死寂，这个世界就全部停滞了。你能动，就是因为有熵。从一个低熵的状态过渡到了一个熵增的状态，消耗了热量，热量进入了别的地方。量虽然没少，但是产生熵增了，这个东西不可逆，所以才导致我们有生命、可以动。

“在地球附近，我们有一个非常丰富的低熵源——太阳。太阳给我们送来炙热的光子，然后地球向黑暗的天空辐射热量，发射冷的光子。输入的能量与输出的能量大致相等，因此，在交换过程中，我们并没有得到能量。”我们过去的理解的都是太阳给我们能量，我们拿这个能量去发电，拿这个能量去做一些事情。其实不是，太阳给我们的是低熵，我们把能量给它了，地球也在向这个宇宙发射能量，这两者之间的能量是相当的。

“在交换过程中得到能量，对我们而言是灾难性的，将会导致全球变暖。”我们总是担心地球变暖，就是因为我们获得的能量太多，我们辐射出去的能量太少，那样的话地球就完蛋了。幸好我们的地球并没有得到太阳太多的能量，地球和太阳的能量进行了交换。“但对于每个到来的热光子，地球会发射十个冷光子，因为来自太阳的一个热光子与地球发射的十个冷光子具有相同的能量。一个热光子比十个冷光子具有的熵更少。”你想，十个冷光子更混乱，一个热光子过来，它的熵很小。“因为一个（热）光子状态的数量比十个（冷）光子状态的数量要少。”

“因而，太阳对我们而言，是个丰富而持续不断的低熵源。我们拥有充足的低熵可以使用，能够让动植物生长，让我们建造汽车与城市，以及思考和写书。太阳的低熵来自何处呢？原来，太阳诞生于一个熵更低的状态，形成太阳系的是原始星云甚至是更低的熵，如此，一直向过去追溯，直到宇宙最初极低的熵。正是这个熵的增加驱动了宇宙的伟大故事。”

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当年大爆炸的那一刻，“砰”产生了宇宙。关于宇宙大爆炸，我们讲过一本书叫《起源》，大家有机会可以听一下，我把宇宙大爆炸到今天整个讲了一遍，那本书也是很烧脑的，但比这个书容易懂多了，它只是故事。“在过去，宇宙基本上是一大片氢（大爆炸以后只有氢，最简单的元素“砰”爆炸出来），氢会结合为氦，氦比氢的熵要高。”因为氦的原子数变多了，它的熵要高。

“但这一情况的出现需要开启一个通道：得有星星燃烧，让氢燃烧成为氦。什么会使星星燃烧呢？这就需要另外一个熵增加的过程——环形星系的氢云引力造成的收缩。收缩的氢云比分散的氢云具有更高的熵，但氢云太大了，需要数百万年才能收缩。只有集中起来以后，它们才能加热到某个点，引发核聚变过程。引燃核聚变为熵的进一步增加打开了大门：氢燃烧成为氦。”就是一次一次大型恒星的死亡和坍缩，产生巨大的热，产生无数次的核爆炸（你可以这样想象），把氢变成氦，然后氦变成锂、铍、硼、碳、氮。氢、氦、锂、铍、硼、碳、氮，这个元素周期表才慢慢地出现。这太神奇了，宇宙就是这样一次一次地靠恒星的死亡，出现了各种各样不同的元素，最后这些元素集中到地球上，慢慢地出现了地球。

你知道人类能够出现，地球能够出现，这在进化过程中的概率有多小吗？你肯定想象不出来。这个进化的概率小到什么程度呢？物理学家做过一个比喻，就好像你拿了一个手榴弹，找了一堆金属材料、建筑材料，比如水泥、砖头、铁块、电线等扔了一堆，然后把那手榴弹扔进去，“砰”一炸，炸成了这么一座大楼，而且水电系统全通，这么一座大楼靠这个手榴弹一炸，就炸出来了，这就是那个概率。就是地球能够产生，能够有人类，能够到今天，概率是极小的。所以你们想想看，你们这个事件多幸运，你们这个事件今天能存在，是多幸运的一件事。

“生物也由类似错综复杂的过程构成。光合作用把来自太阳的低熵储存在植物里，动物则‘进食’这些低熵。”动物吃的是植物这些低熵。“如果我们所需要能量胜于低熵的话，那我们就会向撒哈拉的热量进发。”各位听懂这句话吗？作者认为，假如你还像过去一样说“能量最重要，人吃的是能量，根本不是熵，你多吃点能量就好了”，那你完全可以去沙漠里晒太阳呀。沙漠里边晒太阳的能量最多，那个比你吃的任何东西能量都多，但是没有人会说去撒哈拉沙漠晒太阳就能够活下去。所以，我们根本不是靠吃能量活下来的，跟能量无关。我们吃的是低熵食物，低熵的东西进入体内以后把它消化掉，把它熵增掉，我们的生命才能够继续。这样，你就完全换了一个角度思考这个问题。

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“有时人们会说，生命会产生特别有序的结构，或是在局部熵会减少。”你看你吃的那个菜有什么序？我吃完了以后变成了肉，你看肉多紧致。你认为这个叫作反熵增的过程。但是他说：“这个说法并不正确。生命仅仅是分解与消耗食物低熵的过程，它的结构本身就是无序的，和宇宙其余部分一样。即使最平淡无奇的现象都由热力学第二定律掌管。”你现在知道了，过去学了那么多物理，比如力学、光、电，却没好好重视热力学第二定律，因为它没法出题。但就这么一句话（热力学第二定律），才是掌管宇宙的钥匙。

石头会落到地面，就是因为它把自己置于一个“较低能量的状态”，因而最终会停在较低位置。“但为什么石头会让自己处于较低能量状态呢？如果能量是守恒的，为什么它会失去能量呢？答案是石头撞击地球时，会加热地球：它的机械能转化为热量，并且热量无法收回。如果热力学第二定律不存在，如果热量不存在，如果微观聚集不存在，石头就会永远反弹下去，永远不会停下来。让石头停在地面以及让世界运转的，是熵，而不是能量。”

“宇宙的形成就是个逐渐无序的过程。”想象那副牌吧，牌局能够不断地玩下去，就是它不断地变得混乱的过程。“让世界上的事件得以发生的，让世界书写其历史的，是万物不可遏止的混合——从少数有序的状态变为无数无序的状态。整个宇宙就像一座缓慢倒塌的山，像个逐渐瓦解的结构。”这就是熵推动整个世界变化的原因。别再想能量了，（推动世界变化的）不是靠汽油这些能量，而是靠低熵物质。

“大量过去痕迹的存在产生了那种熟悉的感觉，（让我们）认为过去是确定的。而不存在任何与之相似的未来痕迹让我们产生一种感觉：未来是开放的。”咱们过去就认为过去改变不了了，已经定了，未来什么样还不一定。“痕迹的存在让我们的大脑可以创造大量过去的地图，未来却没有与此相似的东西。这一事实是我们能够在世界上自由活动这种感觉的根源：在不同的未来之间做出选择，虽然我们无法对过去做些什么。”它解释了我们人类为什么会有时间感，为什么会看到过去，看到未来。

“我们把组成其他人的生物体的过程集合整合为一个统一的形象，因为我们的生活是社会性的，因此我们与他人接触很多。他们是原因与结果的结点。”每一个人是一个原因和结果的结点。还记得那个光锥吗？它都有自己的一套光锥体系。“他们是原因与结果的结点，与我们密切相关。在与其他同我们相似的人接触的过程中，我们形成了‘人类’的观念。我相信，我们关于自我的概念就源于此，而不是通过内省。当我们把自己看作个人时，我相信，我们正把发展出来用来与伙伴交往的精神回路运用于自身。”

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这就是我们对于这个社会看法的认识。随着你跟他人不断地交流，不断地认知，你定义了自己：原来我跟他们一样。你会认识到，就是这样的人，存在这样的一个社会，“但是在身份的基础中，还有第三个要素，也许是最重要的一个：记忆。”记忆就是我们能够记得的这些东西。古人其实早就研究过这些事了，虽然当时没有科学，没有爱因斯坦，但他们也在思考这样的问题，

比如有一本很著名的书叫《忏悔录》。《忏悔录》的作者是奥古斯丁。“奥古斯丁向自己发问，询问时间的本质。”他在思考时间的本质。“他说，我们一直在当下，因为过去已经过去，不复存在，而未来还未到来，因而也不存在。然后他问自己，我们如何能感知到一段时间，或甚至对它进行评估——如果我们只能处在当下的瞬间。如果我们一直在当下，又怎么能够如此清晰地知晓过去、知道时间？此时此地，没有过去，没有未来。它们在哪儿？奥古斯丁得出结论，它们存在于我们的内心。”我们的意识只存在于我们的内心。这是一个哲人，他在没有科学证据的情况下，认识到了时间的虚无性，或者说时间的永恒性。

另外一位非常著名的哲学家叫海德格尔。海德格尔写过一本书，就是《存在与时间》，这是他非常著名的一部哲学书。海德格尔说：“时间只在人类的范畴里成其为时间。”对于海德格尔而言，他说：“时间也是人类的时间，行为的时间，与人类密切相关的时间。”我们为什么有记忆，为什么有历史？因为我们是人类，我们自己定义了这个尺度，我们找到了自己熵增的方向。

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“时间开启了我们通向世界的有xian通道。对我们这些大脑基本上由记忆和预见构成的生物而言，时间就是我们与世界相互作用的形式——它是我们身份的来源。”注意下一句：“也是我们痛苦的来源。”你想想看，假如你是一块没有时间感的石头，你会有痛苦吗？不会。这个分子爱结合就结合，爱松开就松开，这都没关系，我在分子层面永远是一样的。但是因为有了时间，我们头脑当中建立了一套秩序以后，你开始有所得、有所失，你开始有生命、有亲情、有感情，这是痛苦的来源。

“佛陀把这点总结为几句箴言”，这个物理学家讲到佛陀，他说：“成千上万人都把这作为他们生活的基础：生是苦，老是苦，病是苦，死是苦，怨憎会是苦，爱别离是苦，求不得是苦。”这个物理学家好懂佛法。 “这些都是苦，因为我们必须失去我们所拥有的以及所爱的。因为一切生起的必然灭去。使我们受苦的不在过去或未来，它就在那儿，现在，在我们的记忆里，在我们的期待里。我们渴望永恒，我们忍受着时间的流逝，我们因时间而受苦。时间即苦。”

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那么最后的总结是什么呢？我们该怎么看待生命，我们该怎么看待死亡？作者还有一段，我想念一下，他说：“这幅熟悉的图景已经土崩瓦解，证明它只是一个更为复杂的现实的近似物。”你们来听这本书之前，和现在的感受已经完全不一样，因为瓦解了。“整个宇宙中一个共同的当下并不存在（第3章），事件并不按照过去、现在、未来的顺序排列，它们只是‘部分’有序。在我们附近有个当下，但在遥远的星系中并没有什么‘当下’。当下只是局部现象（一个大气泡），没有整体现象。”

“掌管事件的基本方程中，过去与未来之间的分别并不存在。这点源自这样一个事实：在过去，由于我们模糊地看待事物，世界所属的状态在我们看来很特殊。在局部，根据我们的位置以及运动的速度，时间以不同的速度流逝。我们离物体越近，或者运动得越快，时间延缓就越多。两个事件之中没有唯一的时间间隔，而是存在很多可能的时间间隔。时间流动的节奏由引力场决定，这种真实实体有自己的动力学，由爱因斯坦的方程描述。如果忽略量子效应，时间与空间就是我们置身其中的较大胶状物的某些方面。”你把时间跟空间想象成一个胶状物，它会被太阳和地球挤得变形，你就理解了。这就是为什么相对论会出现。

“但世界是量子的，胶状时空也只是个近似物。在世界的基本结构中，既没有空间，也没有时间——只存在把一个物理量转化为另一个物理量的过程，由此，我们可以计算概率与关系。在目前已知的最基本层面，几乎没有什么与我们所经验的时间相似。不存在一个特殊的‘时间’变量，过去与未来之间没有差别，不存在时空。我们仍然知道怎样写出描述世界的方程。……我们的宇宙是事件的世界，而非物体的世界。这是此段旅程的去向，驶向一个没有时间的宇宙。”

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这一段为什么要念呢？它是整本书的总结，就是把前面所有讲过的这些难以理解的东西总结了一遍。作者最后讲了一句掏心窝子的话，他说：“这就是经过毕生思考之后，我所理解的时间的物理结构。”他是一个物理学家，一辈子就研究时间。“这个故事的许多部分是可信的，另一些看起来很合理，还有一些试图理解整体而做出的大胆猜测。”就是没有人敢说自己一定是对的。

那么最后一个篇章是给我们带来美好安慰的东西：我们该怎么看待死亡，我们该怎么看待自己的生命？这个作者说：“对我而言，我们对死亡的恐惧是进化的失误。”但实际上，你不需要恐惧死亡。他念了一段诗，就是描述人们死亡的这个过程。最后他说，虽然尘归尘，土归土，“这样很好。我们可以闭上双目，开始休息了。对我来说，这一切合理又美妙。这就是时间。”这就是这本书的结尾最后一句话，就是这一切合理又美妙，这就是时间。

你想想看，在分子层面，什么都没有发生过；在另外一个角度，不按照我们人类的秩序来排布的话，你可能会倒着走，这个时间之矢是不确定的，只是我们人类的思维。我们人类对于宇宙的界定，在宇宙的这一个小小角落里边，形成了这么一个不断熵增的角落，而这个熵增给我们界定了时间的方向。

所以当你理解了时间以后，我相信你对于整个世界的看法会有点不同。我希望大家可以在我们下边的留言区留言，写什么呢？写关于时间你最困惑的事情到底是什么。让我们看看大家对于时间这件事理解到了什么样的层面，好吗？

谢谢大家，我们下周再见，谢谢！

夜雨微澜

路过