【科技史话】谁洞彻了时间的秘密?
【总第34期】
谁洞彻了时间的秘密?
春节期间看科幻电影《降临》,听片中的外星人说时间中包含着万物轮回的秘密(大意),心中一动,因一向对“时间”这个问题感兴趣而又十分困惑,所以就想看它如何演绎这句话,却并未等来后续的展开。指望通过电影获得对深奥问题的理解,果然不靠谱儿啊!
昨天,2月11日,去年这一天,LSC(LIGO科学合作组织,LIGO Scientific Collaboration)向全世界宣布:人类首次直接探测到了100年爱因斯坦的广义相对论预言的引力波的存在。忽然想到,爱因斯坦曾与法国哲学家亨利·柏格森(HenriBergson)就时间问题发生过激烈争论。(真不是故意言必称爱因斯坦,实在是他太牛――“每当时代总结它的遗产,这个人的名字总是被提起。”)
那是1922 年4月6日,爱因斯坦与柏格森在法国哲学学会上相遇。人们原以为这是一场友好的学术盛会,不料,20世纪最伟大的哲学家和最伟大的物理学家在对时间的理解上产生了重大分歧,当着一批精英学者关于对时间的理解争得不可开交。
爱因斯坦与伯格森在法国哲学学会组织的学术会议上
当时,柏格森的名气、声望及影响力都远超爱因斯坦。有人甚至称:“如果要选出四位最伟大的哲学家的话,那苏格拉底和柏拉图加起来可以算一个,笛卡尔算一个,然后是康德,再有就是柏格森。”(注:不太认同!)
柏格森以拥有一套时间理论著称。他把时间分为两种,一种是我们通常所说的时间,可以用数量关系来表示,比如几点几分、何年何月之类,这是一种外在的、机械的时间,与生命无关。另一种是真正的时间,是活生生的,永远处于变动之中,这就是生命的时间,这样的时间存在于我们的体验、情绪和意识之中;生命的时间可以叫做绵延,它表示时间的整体性和弥漫而不可分的性质。他反对爱因斯坦以钟表、机械等科学仪器测量的科学意义上的时间,认为那非真正的时间,而只是空间化的时间,而真正的时间需要人们用“直觉”来把握,纯科学的探究无法洞察时间的全部意义和重要性。他称爱因斯坦的理论是“嫁接在科学上的抽象的空论,不是科学”;爱因斯坦的时间理论非常危险,因为它将“时间的长度看作一种缺陷”,阻止人们意识到“未来事实上是开放的、不可预测的、不确定的。”它消灭了真实的时间,而时间是世界上最确定的东西。柏格森告诉爱因斯坦:完全打开时间意义的唯一正确方法就是通过明确的哲学研究。
然而,爱因斯坦则不为所动,针锋相对。他说要理解时间,只有两种有效的方式,一种是物理的,另一种是心理的。它们是两个完全不同的概念,心理上的评估(心理时间)明显没有客观的概念(物理时间)精确。而哲学家习惯于解释物理与心理间的联系。心理学的时间理论不仅是错误的,而且没有对应任何具体的东西。“它们只是些心理架构和逻辑实体。”所以,“哲学家的时间并不存在”。
爱因斯坦简单且二元的视角震惊了柏格森,他写了一整本书来回应爱因斯坦的主张,称相对论“属于认识论”,而不是物理理论,因此它“一直以来都是哲学界讨论的热点问题”。
这一争论,对二人的声誉影响都很大。几个月后,爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖,但授奖原因并不是相对论这一使这他为人熟知的成就,而是因为“他在光电效应原理方面的发现”。与相对论的轰动程度相比,公众对光电效应几乎没有什么反应。据说,就与“著名的哲学家柏格森在巴黎都对相对论提出了质疑”不无关系。
不太相信诺贝尔物理学奖委员会在讨论爱因斯诺的获奖问题时,是受柏格森意见的影响,而不是因为当时广义相对论未获得足够实验验证。个人觉得(不一定对!),在西方机械论和目的论盛行的年代,柏格森生命哲学的独创意义重大,今天看来却未免有些过时。而他对爱因斯坦的批评,激烈否定出于认识和把握世界的方便而建立起来的一个约定符号系统的意义,太过极端。
众所周知,被柏格森批评为“嫁接在科学上的抽象的空论”的广义相对论,其正确性不断得到验证。从对水星近日点进动的解释,到1919年爱丁顿对日全食时太阳附近光线偏折的研究,再到对引力红移的验证,都很完美,还让我们知道了时空的弯曲以及一些由时空弯曲可能产生的奇异事物,比如黑洞、引力波、奇点、虫洞甚至时间机器。这一次引力波的探测,更是有力地支持了相对论在强引力场下的正确性。物理学家约翰.惠勒说:“广义相对论在其前半个世纪的生命里,成为理论学家的天堂,却是实验学者的地狱。没有其他理论比它更美,也没有一个比它更难测试。情况现在已经有所变化。半个世纪之后,技术进展终于赶上爱因斯坦的天分。”
柏格森声称“完全打开时间意义的唯一正确方法就是通过明确的哲学研究”,那也只不过是他个人的看法而已。惠勒说:理论物理学家的确大半时间是花在发展能够将经验予以统整的概念与方程式,这也就是这门手艺的定义。然而,这并不是全貌。他们还是有自由创作的空间,以及从审美观点因素来主导理论的空间。他本人还始终关注存在的谜团,因为从计算与实验这些所谓的科学核心开始,一直到最偏僻的哲学问题之间具有一个不可切断的连锁关系。真正好奇的物理学家都无法在这个连锁关系里头找一个清楚的分界点,并表示:“我只进行到这么远,我不打算继续深入。”
约翰·惠勒
他说:“时间是一种极端复杂的概念,所有关于宇宙与存在本质的关键无解问题的核心正是时间。这些问题,我怎能不去深思呢。”所以,在此摘抄他对时间的理解,与大家分享:“根据理论,在无数兆亿个普朗克长度尺度的极小黑洞,也在每一个基本粒子大小范围里不断生成并消灭。时空在那个尺度之下会扰动成为量子泡沫,时间与空间本身也会丧失其意义。”“时间并不是一条无情向前流的长河,时间也不是任我们滑过的湖面。时间更像是温度或熵,这类概念只有在大量粒子介入之时才有意义。于是我们的结论是:时间是一种统计的产物,只有在尺度够大,同时不是在极端状况下才会存在。”
多一个理解的角度,就多一种接近真相的方法。不是吗?