时间：牛顿和爱因斯坦_宇宙时间奥秘
要是哲学里的时间使人失望，科学里的又如何？十七世纪中叶，惠更斯（Christiaan Huygens）发明成功第一部摆钟，随后“计时”的精度不断提高，逐渐令人觉得自然界是机械性的，是可预言的。时钟技术的发展把时间从人类的事件中解开，使我们更相信独立的科学世界。十七、十八世纪产生的“经典”科学所描绘的宇宙里面，自由意旨和偶发事件都是多余的；那个宇宙从各种观点来看，都无异于一座机器。
真正“科学时间”的诞生，我们可以上溯到发现物体运动数学表达式的牛顿。他的成就的确令人惊叹。他的运动公式，从苹果到月亮都能适用；地球上的动力学，天空上的动力学，被他融汇成一体。如此有力的表达式仅仅牵涉到很少几个假设，给人十分优美的感觉，因此人们很快地接受了牛顿的思想。于是，牛顿成为现代科学的奠基者。
牛顿无疑受到数学家巴罗（ Isaac Barrow）的影响。 1669 年巴罗从剑桥著名的卢卡逊教授席退休时，设法保证该席由牛顿继任。巴罗曾说过，“既然数学家经常讲时间，他们对该词的意义应有明确的观念，否则他们不过是江湖术士罢了”。然而，尽管牛顿的科学成就如此辉煌，他方程式里的时间却只是一个未经定义的原始量。就像牛顿的空间一
样，牛顿的时间也是绝对的。这就是说，所有任何事件，都在空间里有个一定的位置，都发生在时间里某个特定的时刻。格林威治天文台也好，远处旋涡星系的一个角落也好，每个地方都被现在这个同一时刻所连接。牛顿的《自然哲学之数学原理》说：“绝对的、真实的、数学的时间，由于它自身的本性 ，与任何外界事物无关地、均匀地流逝。”
牛顿力学具有极高的预测能力，它使每个时刻都有能力提供宇宙过去未来所有可能的信息。我们只要把宇宙某个时刻所有星球的位置、速度，放入一个解牛顿方程的巨大计算机就行了。冻结在那个时刻的，是整个的过去和未来：计算机能算出别的任何时刻星球的位置和速度。但是牛顿方程式不会做的是，它不能断定时间的哪个方向是我们宇宙的过去，哪个是未来。牛顿方程式从时间里把方向抽走了，没有为时间的不断前进性腾出任何地方。他这种对称式的时间，可以用拍摄行星运动的影片来阐明，好比说，用 1977 年发射的探测外太阳系的旅行者二号飞船拍的影片。牛顿首次对这种运动定下了数学规律；然而，顺放也好，倒放也好，影片总是符合他的天体力学定律的。过去和未来都是预先注定的世界，对这种决定性世界的信仰，在物理学发展上起过极大的作用。它的影响可以从爱因斯坦接到他终生好友贝索（Michelangelo Besso）死讯时说的一句话里看出来。在他 1955 年 3 月 21 日的信里，爱因斯坦用他“物理定律没有时间性”这个坚强的信仰，试着给贝索的家人少许安慰。死并非终点，他写道：“对我们这些坚信物理学的人来说，过去、现在和未来之间的区别，尽管老缠着我们，不过是一个幻觉而已 。”或许写这封信时，爱因斯坦也有意安慰自己，因为他又加了这么一句：“贝索向这个奇怪的世界告别，只比我稍早一点。”一个月后，爱因斯坦就去世了。
现在我们知道，牛顿的运动理论，在有些场合之下不适用：当物体的速度接近光速时，它不适用；在大质量、高引力场，包括黑洞的情况下，它也不适用；它也不适用于牵涉到原子和亚原子粒子的极小尺度上。可是主管这些场合的二十世纪两大革命，即爱因斯坦的相对论和量子力学，也同样建立在时间无向的概念上面。因此，要想在历史文学的不可逆时间和牛顿定律的对称时间之间搭桥梁，这两套理论同样是束手无策。
这并不是说它们没有对于时间提出新的、引人入胜的观念。爱因斯坦的相对论砸碎了牛顿绝对时间的通常观念——宇宙中任何事件都发生在空间的某一点、时间的某个时刻，而那时刻是到处一样的。爱因斯坦认为存在是四维的，是在合并三维空间和一维时间的四维时空中的存在，而不是一个三维存在外加它在时间上的演化。我们的时间感会被疾病或者药物搞乱。而爱因斯坦的相对论说，时间对不同运动状况的观察者是不同的：对某个观察者来说，一台钟如果钟本身移动得越快，它的
时针、分针、秒针
就走得越慢。相对论兴起以后，经过逻辑学家戈岱尔（KurtGödel）的研究，连时间旅行的可能性，也登上了科学的大雅之堂。
尽管如此，爱因斯坦惊人的相对论对时间的单向性，还是无话可说。就跟牛顿方程式一样，如果我们知道一个系统——例如围绕一个黑洞的一颗星，或者整个宇宙——在某个时刻的所有细节的话，那么爱因斯坦方程式的结构便能使我们知道它的整个过去和未来。可是，究竟哪个方向是过去，哪个是将来，它并未留下任何线索。此外，与它有关的数学中出现令人为难的“奇点”，在那里，空间、时间和物质无法描述，因而引起对它基本性的怀疑。最有名的奇点就是所谓的“大爆炸”——那个普遍被认为产生宇宙的超高密度火球。在这个奇点，巨大的能量都集中到一点，理论中的可测量都变为无穷大，从而变为无意义。正如宇宙学家西亚玛（Dennis Sciama）所说：“广义相对论孕含着自戕的种子。”
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