你在讀著這個(gè)句子時(shí)，很可能會(huì)想著“這一刻”（就是現(xiàn)在），也就是正在發(fā)生的“當(dāng)下”。此時(shí)此刻似乎很獨(dú)特、很真實(shí)。不管你對(duì)過去有多少記憶，對(duì)未來(lái)如何憧憬，你都活在當(dāng)下。當(dāng)然，你閱讀剛剛那句話的那一刻已經(jīng)不再，這句才是當(dāng)下。換句話說(shuō)，時(shí)間似乎在流動(dòng)，亦即“當(dāng)下”也在不斷更新。在我們直覺的深處，未來(lái)是開放的，直到它成為現(xiàn)在，而過去已被固定住了。時(shí)間流動(dòng)時(shí)，這種過去固定、現(xiàn)在發(fā)生、未來(lái)開放的結(jié)構(gòu)不斷在時(shí)間中前進(jìn)。這種結(jié)構(gòu)深植于我們的語(yǔ)言、思考和行為中，我們的一生該怎么過正懸于此。

雖然這種想法很自然，卻無(wú)法在科學(xué)里找到相應(yīng)的語(yǔ)言。物理的方程式無(wú)法表明哪些事件正在發(fā)生，就像一幅沒有標(biāo)記“你在此處”的地圖。方程式中沒有“現(xiàn)在”，因此也沒有時(shí)間流。除此之外，我們可以從愛因斯坦的相對(duì)論中得知，不只是單一的現(xiàn)在不存在，事實(shí)上每一刻都同樣真實(shí)，未來(lái)并不比過去開放。

科學(xué)對(duì)時(shí)間的理解，與我們?nèi)粘Ｉ顚?duì)時(shí)間的理解有著巨大的鴻溝，這讓歷史上的思想家大感困惑。一旦物理學(xué)家逐漸剝奪我們賦予時(shí)間的平常屬性，這個(gè)鴻溝益形加深?，F(xiàn)在，物理時(shí)間與經(jīng)驗(yàn)時(shí)間的裂口已深及根基，因?yàn)橛性S多理論物理學(xué)家開始認(rèn)為，時(shí)間甚至根本不存在。

時(shí)間并非宇宙真實(shí)結(jié)構(gòu)的一部分，這種想法剛開始很令人震驚，難以想象它如何說(shuō)得通。我們所做的每一件事，都是在時(shí)間里做的，這個(gè)世界就是由時(shí)間串起的一連串事件，每個(gè)人都可以看到我的頭發(fā)變白、物體移動(dòng)之類的事件。我們看到了變動(dòng)，而這種改變是相對(duì)于時(shí)間而言的。少了時(shí)間，世界就會(huì)全然靜止。一個(gè)沒有時(shí)間參數(shù)的理論，就必須解釋：如果世界實(shí)際上并沒有變動(dòng)，為什么我們會(huì)看到事件的變化。

最近的研究正嘗試面對(duì)這項(xiàng)挑戰(zhàn)。雖然時(shí)間可能并不存在于最基本的層次，但它可能在較高的結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生：這就像桌子雖然是由一堆內(nèi)部幾乎空空如也的粒子所組成，但摸起來(lái)還是很結(jié)實(shí)。固體是粒子集體浮現(xiàn)的性質(zhì)，因此時(shí)間也可能是由世界某些基本組成浮現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)。

“時(shí)間乃浮現(xiàn)的性質(zhì)”，這種想法有可能和一個(gè)世紀(jì)前的相對(duì)論或量子力學(xué)同樣具有革命性。愛因斯坦曾說(shuō)，他在構(gòu)思相對(duì)論時(shí)，最關(guān)鍵的進(jìn)展來(lái)自于他對(duì)時(shí)間的重新理解。而物理學(xué)家在追求統(tǒng)一相對(duì)論與量子力學(xué)的夢(mèng)想時(shí)，他們相信時(shí)間一樣是個(gè)關(guān)鍵。許多人認(rèn)為，統(tǒng)一理論描述的會(huì)是個(gè)沒有時(shí)間的世界，有些人則極不愿放棄時(shí)間這個(gè)概念。不過他們都同意，要在統(tǒng)一理論上有進(jìn)展，就必須先對(duì)時(shí)間做深入思考。

在過去這段日子里，我們對(duì)時(shí)間的豐富常識(shí)不斷受到否定。時(shí)間在物理學(xué)中舉足輕重，但隨著物理學(xué)的進(jìn)展，這些功能逐一被其他東西取代。

乍看之下或許并不明顯，不過牛頓的運(yùn)動(dòng)定律就對(duì)時(shí)間的特性有些特定要求。原則上，所有的觀察者都會(huì)同意事件發(fā)生有先后順序。古典物理假設(shè)，不管一個(gè)事件發(fā)生于何時(shí)何地，你都可以客觀地說(shuō)明，它跟宇宙中的另一件事件比較起來(lái)，是先發(fā)生、后發(fā)生還是同時(shí)發(fā)生。因此，時(shí)間讓世界上所有事件排列得井然有序，而且這個(gè)順序是絕對(duì)的事實(shí)，不會(huì)因觀察者的不同而有所改變。還有，時(shí)間必須是連續(xù)的，這樣我們才能定義速度與加速度。

古典物理中的時(shí)間，還必須具備持續(xù)的概念（也就是物理學(xué)家所說(shuō)的“度量標(biāo)準(zhǔn)”），這樣才能判定兩個(gè)事件相隔多久。當(dāng)我們說(shuō)奧運(yùn)短跑選手波特每小時(shí)可以跑43千米，我們必須能測(cè)量1小時(shí)是多久。跟事件的順序一樣，時(shí)間持續(xù)的長(zhǎng)短也是與觀察者無(wú)關(guān)的。如果艾麗斯與鮑伯15時(shí)離開學(xué)校，各走各的，然后18時(shí)回到家碰面，那么艾麗斯所經(jīng)歷的時(shí)間會(huì)等于鮑伯所經(jīng)歷的時(shí)間。

基本上，牛頓提議這個(gè)世界里有個(gè)主定時(shí)器，它將這世界以唯一且客觀的方式切出某一瞬間，牛頓的物理僅依這座鐘的滴答聲行走。此外，牛頓覺得時(shí)間在流動(dòng)，其流向告訴我們哪一個(gè)方向是未來(lái)，不過，這個(gè)額外的性質(zhì)并非牛頓的運(yùn)動(dòng)定律必須具備的。

對(duì)現(xiàn)代的我們來(lái)說(shuō)，牛頓對(duì)時(shí)間的詮釋可能已經(jīng)過時(shí)了，但稍微想一下，會(huì)發(fā)現(xiàn)它很令人驚訝。它的許多特征在邏輯上都是不相關(guān)的（諸如順序、連續(xù)性、持續(xù)性、同時(shí)性、流動(dòng)與方向），然而它們?nèi)欢翟谂ｎD稱為“時(shí)間”的這個(gè)主定時(shí)器里。這些特征組合運(yùn)作得很成功，所以歷經(jīng)近兩個(gè)世紀(jì)都沒受到修正。

19世紀(jì)耒20世紀(jì)初，攻擊來(lái)了。第一波是奧地利物理學(xué)家路德維希·波茲曼的研究。他推論，由于牛頓定律在時(shí)間里往前或往后都同樣可行，所以時(shí)間并沒有內(nèi)建方向。因此，他提議過去與未來(lái)的差別不是時(shí)間固有的，而是起源于宇宙以不對(duì)稱的方式在組織物質(zhì)。物理學(xué)家仍在爭(zhēng)論這種說(shuō)法的細(xì)節(jié)，不過波茲曼已經(jīng)很有說(shuō)服力地拿掉了牛頓時(shí)間里的一項(xiàng)特征。

下一波攻擊來(lái)自愛因斯坦，他摒棄了絕對(duì)同時(shí)陛的概念。根據(jù)他的狹義相對(duì)論，事件是否同時(shí)發(fā)生與你跑多快有關(guān)。事件發(fā)生的舞臺(tái)并非時(shí)間或空間，而是二者的合體——時(shí)空。兩位觀察者若以不同速度移動(dòng)，對(duì)一個(gè)事件在何時(shí)、何處發(fā)生會(huì)有不同觀點(diǎn)，但對(duì)其在時(shí)空里的位置則沒有歧見。時(shí)間與空間是次級(jí)的概念，如同愛因斯坦的大學(xué)老師、數(shù)學(xué)家赫爾曼·明可夫斯基的名言：“這二者必將淡出成為幻影。”

1915年，愛因斯坦的廣義相對(duì)論出現(xiàn)，狹義相對(duì)論也被推廣到重力的領(lǐng)域，此時(shí)事情變得更糟。重力會(huì)扭曲時(shí)間，所以這里經(jīng)過的1秒和那里經(jīng)過的1秒可能不相同。能讓時(shí)鐘同步并持續(xù)保持同步，原則上也十分罕見。你無(wú)法將這個(gè)世界想象成是根據(jù)單一的時(shí)間參數(shù)，滴答滴答地逐一展開出來(lái)。在極端的情況下，這個(gè)世界可能根本沒辦法被切割成一個(gè)個(gè)瞬間。如此一來(lái)，就不可能說(shuō)一個(gè)事件比另一個(gè)事件發(fā)生得早或晚了。

廣義相對(duì)論里有許多函數(shù)會(huì)用到“時(shí)間”一詞：坐標(biāo)時(shí)間、局部時(shí)間（又稱“原時(shí)”）、全域時(shí)間。總的來(lái)說(shuō)，它們執(zhí)行了許多牛頓單一時(shí)間所做的事，但個(gè)別來(lái)說(shuō)，沒有一個(gè)配得上這個(gè)名詞。要不就是物理不聽從這些時(shí)鐘，或者是即使聽從，這些時(shí)鐘也只適用于宇宙里的一小塊區(qū)域或特定的觀察者。雖然現(xiàn)在的物理學(xué)家認(rèn)為時(shí)間應(yīng)該被從統(tǒng)一理論中剔除，但我們很有理由說(shuō)，時(shí)間自1915年就消失了，只是我們尚未完全領(lǐng)悟到這件事。

（張小寧 插圖）