你真的知道什么是“时间”？ | 在《吸积》中理解自然哲学

今天介绍的对象是时间。物理学经常把时间和空间放在一起讨论，称之为时空。因为时间相对可被测量感知的空间更加抽象。所以单独拿出来说的很少。这是宇宙最神秘的部分，它有很多有趣的地方。

吸积目前正在促销中。这是一款还原天体物理学规则为玩法的游戏。玩家在游戏中控制一个天体，使用引力掠夺质量，吞噬一切，成长为黑洞。游戏包含牛顿定律和相对论公式，使用显卡实时运算星体运动和质量粒子流逝。游戏还包含很多独特的宇宙现象重现，包括引力波、吸积盘、喷流、宇宙弦……
最近的几个更新版本中，加入了智慧文明，科技研发等辅助玩法。

最初之前：物理学的尽头

我们的思维是惯性的，这个惯性是指它具有时间性（因果性），也指我们的思考模式很难绕出时间模式的框架。这体现在，当我们认真去想：最初之前这件事的时候，脑子就隐隐生疼……

宇宙的终末将会只剩下黑洞甚至最终黑洞都会全部消失而宇宙的开端同样来自一个奇点

现今宇宙大爆炸的假说已经被许多人所熟知：最初，宇宙从一个无限致密的奇点诞生，时空也是从那一刻诞生的。描述很普通，但是有一个逻辑的陷阱：

时间从那一刻诞生，意味着在最初之前，其实没有时间——再进一步推理，因为还没有时间，所以其实没有“最初之前”——然而，我们生活在时间中，因此习惯了因果链，因此我们会追问，那为什么会有那一刻，是什么导致了宇宙从一个奇点诞生？但是因为没有时间之前，所以也不会有因，那一刻从物理学上来说，没有原因。时间的开端，将自己的原因屏蔽了。

这就好像我们站在北极点，有人说：再往北走一步。走不了，无路可去。那个具有无限致密、无限热量的奇点，并不是静静地悬浮在虚空中等待爆炸。因为它没有“等待”这个动作——等待需要时间流逝。它不存在于过去，也不存在于之前。它是时间的零点。它也没有悬浮在任何地方，因为它还是空间的起源，它之外没有虚空，甚至没有“之外”……

宇宙的最初奇点，是由相对论推导出的结论。然而无限致密和无限热量的结论，其实也意味着公式在这里失效。也就是说，物理学推导到这个瞬间，数学描述在此失效，并产生了一个就像没有解释的解释——时间、空间自我归零，一切的追问也因此无解。

这是后来为什么我们在物理学的尽头讨论神学的原因。

哲学和神学里有一个著名的术语叫做：第一推动力——它指的是在物理定律崩溃的大爆炸奇点，假设一定会有一个触发，那么那个按下大爆炸启动按钮的，就是第一推动力，也许就是神。

神不需要创造世界，物理学已经将世界的自我创造逆推到了最初的那一刻。但是世界仍然需要一个第一推动力去触发，由于物理学推导出了时间起点，在那里，物理学落入因果链的逻辑陷阱，可能将永远无法给出解答。

宇宙大爆炸奇点论，只是一种流传较广的假说。关于宇宙的起源，物理学上有多种假说，并非明确宇宙起源于一个奇点。关于时间起源的思辨，主要集中于宇宙大爆炸奇点论的时间开端所代表的哲学含义。

河，乱流与逆流

关于时间的比喻，河是最贴近人类感性认知的一种。在熵的规则里，我们顺流而下，一切都在一去不归。但是，我们仍旧追问能否逆流而上，就像从物理层面注定了文明必然与熵增对抗的命运。

引力波是质量在空间中的涟漪

我们所知一个改变时间的流速甚至流向的方法，是引力。

引力会弯曲时空，在引力场越强的地方，时间的流速越慢。当引力场强大到一定程度，时间之河完全凝固之处在哪里？其实说在黑洞不准确，应该是在黑洞的事件视界。黑洞与时间的关系异常错综复杂。在事件视界之外，我们越是靠近黑洞，我们就越是深入了时间缓速区，直至进入一片时间静止的湖，那就是黑洞的事件视界。它没有厚度薄薄的一片。我们无法停留在这个没有厚度的空间位置，尽管它的时间静止，但空间上我们身处引力的湍流。

为什么时间的静止，不能换来我们永恒停留在同一个位置？这是一个很容易产生困扰的思维陷阱。因为在事件视界的另一面，空间和时间互换了坐标轴。也就是说，当时间越来越静止的时候，它其实就越来越靠近失去时间属性的地点，到了那个地点它静止了，但是它失效了（失去了方向性），空间完全替代了它的方向性。

我们或许可以用一个比喻来描述：我们身处在一座冰山上的温泉之河中，这条河水流湍急，我们无法控制自己的流向。冰山逐渐接近事件视界，温泉之河渐渐冷却，凝结，流速缓慢最终在穿过事件视界时凝固，我们终于可以在这条凝固的河上随意移动，但是此时整座冰山在事件视界融化成河，依旧裹挟着我们在另一个方向顺流而下。

冰山就是空间，温泉之河就是时间。在黑洞内部，它们的互换，意味着我们最终只能到达空间的奇点，尽管我们可以随意在时间上移动，但由于我们到达奇点的空间路程不可更改，这种移动没有任何意义，既不能延缓也不能加速，或者说延缓与加速，作为两个时间范畴的词，在事件视界之内失去了原本的意义。没错，这有点像是宇宙最初的那个奇点，随着我们在空间上到达奇点，时间被无声地终结。

奇点，依旧没有过去，也没有未来。

根据相对论，时间流速快慢是指相对于观测者的时间线而论，为简化表述不在文中赘述观测者。此外黑洞内部的时间轴上的自由移动，是对时空坐标互换数学特性的直观表述，并不是指实操情况。

能否回到过去

我们最关心的仍然是能否回到过去。

在普朗克尺度内，也许可以。

时空在微观上是一种虚无的量子泡沫。物理学中存在一个最小的尺度，称为普朗克尺度。在这个尺度之内，时空不是连续的背景，而是一种剧烈沸腾的，混乱的量子泡沫。在这里，时间和空间的概念都已经模糊，位置和时刻不再有明确的界限，因果律可能暂时失效，空间可能瞬间撕裂又闭合，几何学失去了意义。不过这只是在微观尺度上，很多人相信，会有某种机制避免宏观因果悖论（例如光速）。

另一种关于回到过去的说法，可能是两根无限长的假想宇宙弦。