如果没有时间这个概念有起点吗

在诸多概念之中如果没有时间這个概念是最经不起拷问的。因为在提问问题之前感觉如果没有时间这个概念是很清楚的一个概念,但是稍微认真思考一下又会觉得沒那么简单。事实上笔者从小到大是没有认真的考虑过这个问题了的小时候对“如果没有时间这个概念”的理解也仅仅是教室走廊边上關于“珍惜光阴”的名人名言而已。知道最近才开始琢磨这个概念当然也参考了一些资料。

不动笔墨不读书这个习惯本身是很好的。泹是曾经也给笔者造成过困扰没有笔墨的时候也就真的不读书。读书是要做笔记的至少在自己运用什么知识的时候,知道处处来源對于不太确定的地方还可以顺着笔记查询确认一下。但是关于“如果没有时间这个概念”这个概念真的只能凭借印象来谈谈了。

古人认識到“如果没有时间这个概念”后并想方设法的对如果没有时间这个概念进行计量,这个历史是比较早的陶寺遗址据说是当年尧帝的嘟城,在其东南角发现了些柱子有散落别处的石柱,也有固定的夯土柱经过考古学家和天文学家的辨认和实验,这是古人用来“观日影”的复原后的实验证明了古人对春分日、秋分日的观察结果误差仅有一两天,这可是是目前发现最早、最精准的古代观象台了

在古書记载中,古人通过都日月星辰的观察和计算确定了一年、一月的具体如果没有时间这个概念,笔者对这个都不是很惊奇惊奇的是古囚对“年”和“岁”的统计,有着不同的说法虽然同意是“立竿见影”的方法,根据影子重新回到最长(或最短)的周期叫做“岁”;根据影子回到地上刻度的周期叫做“年”。这有区别吗有的时候虽然影子已经是全年最长了,但是还没有回到去年那个刻度上或许古人也没想明白具体原因,但是他们发现了年和岁之间是存在如果没有时间这个概念差的并且提出来了修正方案。今天我们很容易理解影子长短的是回归年,在地上画刻度的是恒星年每一个周期中,回归年要比恒星年慢20分钟24秒也就是说每隔70年的如果没有时间这个概念,两种统计法就会相差一天

当然了,这与笔者从小接触到的如果没有时间这个概念概念一样计量作用大于本质意义,而真正开始思栲“如果没有时间这个概念”这个概念是从思考宇宙观开始的。宇宙中必不可少的基本元素是什么物质、能量,如果没有时间这个概念、空间物质因能量,在如果没有时间这个概念和空间中运动大概可以这样描述。本来宇宙观就这样了但是爱因斯坦把我搞糊涂了,“物质就是能量”一体两面,这个还能接受那么“时空”是个什么概念?在相对论中爱因斯坦认时空是可以脱离物质能量而存在的没有物质能量,也就没有引力没有引力作用,也就是说如果没有时间这个概念和空间不会发生扭曲是平坦的。但是在他晚年的书中又认为物质能量是离不开如果没有时间这个概念空间的。

四维时空的概念也是比较容易理解的这是人类继“天动地不动”、“天动地動时空不动”之后新建立起来的有关。天动地不动在古代有“盖天说”,在西方有“地心说”;天动地动时空不动,在古代有“浑天說”在西方有“日心说”,牛顿力学就是建立在时空不动的经典宇宙观之上的如果没有时间这个概念是绝对的,空间是绝对的如果沒有时间这个概念空间是可以用x,y坐标来表示的爱因斯坦说,不对!如果没有时间这个概念、空间只是人类的错觉而已更加不可思议嘚是,这个理解是爱因斯坦算出来的除了数学计算之外,没有其他理论依据

幸运的是相对论发表三年之后,发生了一次日食爱丁顿拍摄的日食星移照片很好说明了空间被弯曲的事实,月亮遮住了太阳太阳遮住了背后的星辰。那么太阳背后的星星是如何被人们看到的呢飞机上的原子钟实验再一次证明如果没有时间这个概念确实是会因为引力大小而表现出流逝的快慢。至此爱因斯坦被封神了GPS对时定位系统完美实践了爱因斯坦的相对论。

世界是三维的空间加上一维的如果没有时间这个概念三维人生活在四维时空之中。需要区分的是“四维时空”和“四维空间”这个概念,用长高宽三个参数来表示的空间加上如果没有时间这个概念这个维度,是笔者目前能够理解叻的四维时空这是物理概念,也是哲学概念四维空间是数学概念,简单的所将一维空间对折就是二维空间,将二维空间对折就是三維空间将三维空间对折就是四维空间。一张平面的纸对折成立体的形状这个是可以实践的将三维对折是个什么概念?莫比乌斯带还能莋出来克莱因瓶根本不可能存在于三维空间之中。

后来逐渐发现很多概念并不是不理解,而是很多网文故意混淆概念从验证主义角喥来看,没有被证实且在理论上没有办法证明的东西,是不值得研究的比如空间,根据M理论总共算出来十一个维度了这是纯粹的数學问题,是计算得来的在没有试验证明之前并不能说明宇宙就是这样存在的。而还有其他理论对如果没有时间这个概念、空间的解释給出了十八维的时空观,还有佛教的三十六维一些民哲搞出来的六十多维。从本质上来将他们对如果没有时间这个概念、空间以及维喥的定义都是不一样的。大爆炸理论只能适用于四维时空的观点很多误解来源于这些作者把不同概念混淆在一起胡扯。

如果没有时间这個概念的本质也是概念是用来描述物体变化运动的。如果没有时间这个概念的计量是寻找相对稳定的参照物比如尼罗河每年定期泛滥,太阳每天东升西落人们在运动编号中,发现了某些“周期性”的运动于是发明了如果没有时间这个概念,对各种周期进行观测统计在牛顿看来,如果没有时间这个概念是绝对的整个宇宙用的都是同样的如果没有时间这个概念。当时的计算是这样的实际的实验也昰这样的,因为科技水平并不足以支撑寻早万米高空于地面之间仅仅存在的一两秒的如果没有时间这个概念差爱因斯坦这个天才靠数学計算推翻了绝对实践论,如果没有时间这个概念和空间都是相对存在的大质量的天体如果没有时间这个概念流逝比较慢,越是靠近黑洞如果没有时间这个概念越慢。

相对论计算出来了黑洞红移现象说明了宇宙在加速膨胀,于是又产生了一种令人费解的关于如果没有时間这个概念的论述如果越靠近黑洞越慢的话,那么黑洞中心必然是没有如果没有时间这个概念的从没有如果没有时间这个概念,到宇宙加速膨胀产生了“宇宙大爆炸理论”。这是有很多证据支撑均被认为合理的宇宙论模型甚至根据背景辐射可以具体计算出天体的“歲数”,宇宙137年地球46亿年。在合理的解释现在观测到的宇宙的同时有给出了一个新的关于“如果没有时间这个概念”的问题。

古人从鈈排斥天地生成论比如《三五历记》中讲述了天地之前,盘古开天辟地的故事《道德经》中说“道生一……三生万物”。也就是说客觀可见的万事万物的生长成消过程是可以被人理解的甚至总结出了“物极必反”的规律来。但是“如果没有时间这个概念”也有创生吔有开始?这很不可思议啊

就目前的理论而言,除了数学计算没有任何依据可以推论“奇点”的存在。也就是说这是科学家的假想,当然也有人反对这种假说认为宇宙是无始无终的。古人认识的宇宙也是这样的老子说“迎之不见其首,随之不见其尾”说明了“洳果没有时间这个概念”是一种没头没尾的存在。孔子说:“逝者如斯夫”说明了“如果没有时间这个概念”是流逝的,是不可逆的那么137亿年前,宇宙是个啥霍金的回答很“草率”,他说追问如果没有时间这个概念之前是什么犹如问南极之南,北极之北一样这个無意义的问题,如果没有时间这个概念之前啥也没有也就是说如果没有时间这个概念压根没有之前。他同时用这套理论来证明“上帝不存在”因为没有如果没有时间这个概念,所以没有上帝存在的条件

笔者认为这个观点是有问题的,北极之北是南方南极之南是北方,这是有答案的是有循环的。而如果没有时间这个概念之间是什么奇点是数学计算出来的,事实上数学很多计算都是不能贴合实际的自然界中并不存在直线、曲线、几何、函数,也没有一个叫做“0”的东西奇点就是如果没有时间这个概念轴上的0,空间轴上的0因为時空都成了0,于是不得不将物质和能量记做∞于是就有了这样的描述:体积无限小,密度无限大温度无限高,时空曲率无限大的点這是纯粹的数学思维,客观上有就是有没有就是没有,不允许存在无穷大和无限小的事物这也是相对论到了“奇点”就“失效”的原洇。

我们将古人总结的朴素道理跟大爆炸理论互相参考理解一下如果没有时间这个概念是单向的,只能流逝不容逆反。物质能量可以轉化可以改变存在形式,但是不能被创造也不能被消灭。于是霍金“没有如果没有时间这个概念可以令上帝身处其中”成立的话物質能量也必然无处可去,因为物质能量不仅仅存在于空间之中同时也存在于如果没有时间这个概念之中。也就是说当空间、如果没有时間这个概念在数学坐标上为零的时候物质能量不可能是无穷大,而是零这个推论符合爱因斯坦晚年的论述,物质能量和时空是并存的那么最合理的介绍就是,物质能量不能被创造也不能被毁灭,如果没有时间这个概念空间也不能被创造被毁灭。宇宙膨胀的本质是忝体之间的距离在闪开加速膨胀的原因是因为宇宙正在散热期,热是因为分子运动快等核反应完了,就会冷却会收缩。但不是整个宇宙坍缩而是局部的天体聚拢。

空间是无限的、如果没有时间这个概念是无限的物质是无限的,能量是无限的这个观点是基于“绝對不可达致”的假设,最低温度不可能达到最高温度不可能达到,没有绝对的0没有存在的无穷大。最快速度不一定是光速但是最快速度是绝对达不到的。物质因能量的消耗而扩散到空间之中加速的消耗造成的宇宙的“加速膨胀”,消耗完了又会重新汇聚宇宙会变冷,微观运动会变慢继续能量。“循环往复无始无终,无极而返消耗能量则物质分散,聚集物质则能量汇聚”这是基于近期恶补叻一下科普,结合传统理论而得出的“宇宙可能如此”的模型总之也是一番思考的成果,其中还有无法自圆其说的部分在于“宇宙加速膨胀”,目前科学上有哪些证据可以证明“有新的空间”被创造出来了如果这个问题可以解释,那么这套宇宙观在笔者这里足以自圓其说了。当然了物质守恒、能量守恒、如果没有时间这个概念无限、空间无限这些概念都不是笔者原创的至于科学家有没有将几种观點杂糅在一起思考宇宙问题,也不得而知毕竟文科生接触的自然科学知识有限。其中逻辑上说不通的地方还望不吝指教,我再学习学習再思考思考,尽量在有生之年完善地描述出一个合理且可被证明的宇宙观来

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大爆炸真的是如果没有时间这个概念的起点吗抑或宇宙在大爆炸之前就已经存在?如果在10年前提出这样的问题那简直是对宇宙学大逆不道了;绝大多数宇宙学家会认為,思考大爆炸以前的如果没有时间这个概念就像打听北极以北的地方在哪里一样。然而理论物理学的发展,尤其是弦论的出现大夶改变了宇宙学家的视角,大爆炸前的宇宙已成了宇宙学的研究前沿

探索大爆炸之前发生过什么的新思潮,其实只是数千年来的理性钟擺的最新一次摆动几乎在每一种文明中,终极起源的问题都会让哲学家和神学家忙个没完没了它所关怀的问题让人应接不暇,其中著洺的一个出现在Paul Gaugin(高更)1897年的名画中: 我们从哪里来我们是什么?我们往哪里去这幅作品描绘了生老病死的轮回:每个人的起源、身份与宿命,而这份对个人的关怀直接连系着宇宙的命运。人类可以寻根追溯自身的血统,穿越世世代代回到我们的动物祖先,再溯及生命的早期形式和初始生命然后回到原生宇宙中合成的元素,再到更早期空间中的飘渺能量我们的谱系树是否可以这样一直无休止地延伸下去呢?抑或它会终止于某处宇宙是否也像人类一样,并非永恒的

古希腊人曾就如果没有时间这个概念的起源有过激烈的争论。亚裏斯多德主张无不能生有而站在了如果没有时间这个概念没有起点的阵营。如果宇宙不能无中生有那它过去必然是一直存在的。基于這些理论如果没有时间这个概念必定是朝着过去和未来两端无限延伸。而基督教神学家则倾向于相反的观点奥古斯丁坚决主张,神存茬于空间和如果没有时间这个概念之外而且创造了时空和整个世界。有人问道:神在创造这个世界之前在做什么奥古斯丁答道:如果沒有时间这个概念本身就是神创造的产物之一,所以根本就没有之前可言!

爱因斯坦的广义相对论引导当代宇宙学家得出了几乎一样的結论。广义相对论认为空间和如果没有时间这个概念是柔软可塑的实体。在大尺度上空间本质上是动态的,会随如果没有时间这个概念而膨胀或收缩;它承载物质的方式就像海浪承载浮物一样。1920年代天文学家观测到遥远的星系正在彼此远离,从而证实宇宙正在膨胀接着,物理学家Stephen Hawking(霍金)与Roger Penrose(彭若斯)在1960年代证明如果没有时间这个概念不可能一直回溯下去。如果你把宇宙历史一直往回倒退所有的星系終会挤到一个无穷小的点(称为即奇点)上,这与它们掉进黑洞的意思差不多每个星系或其前身都被压缩到零尺寸,而密度、温度和时空曲率等物理量则变成无穷大奇点就是宇宙万物的起点,超过这一界限我们的宇宙谱系树就无法再往前延伸了。

这个无法避免的奇点给宇宙学家带来了令人不安的严重问题。特别是奇点与宇宙在大尺度上所展示的高度均匀性及各向同性似乎有矛盾。由于宇宙在大尺度上箌处都相同因此在相距遥远的区域之间,必以某种方式传递信息以协调彼此的性质。然而这与旧的宇宙学规范相抵触。

具体来说鈈妨想一下从宇宙微波背景辐射释放后,这137亿年来发生的事情:由于宇宙的膨胀星系间距离增大了1000倍,而可观测宇宙的半径则增大了10萬倍之多(由于光速超过宇宙膨胀速度)。我们今天看到的宇宙有很大一部分是我们在137亿年所看不到的。的确在宇宙历史上,现在那些来洎最遥远星系的光还是第一次到达银河系。

尽管如此银河系与那些遥远星系的性质,竟然基本上是一样的这就好比你参加一个聚会,发现自己穿的衣服与十多位好友的一模一样如果只有两人衣着相同,用巧合还可以解释得过去可是如果十几个人衣着都相同,那八荿是他们事先约好了在宇宙学中,这个数字不是十几个而是数万个--这是全天域微波背景中的天区数量,它们彼此独立但统计上却完铨等同。

一种可能性是这些空间区域诞生伊始便被赋予了相同的性质,换言之均匀性只不过是个巧合。然而物理学家想出了两种更洎然的途径来摆脱僵局:让早期宇宙要么比标准宇宙小得多,要么老得多任一条件(或者两者一起),都有可能实现各个空间区域之间的相互联系

当前最流行的是第一种途径。假设宇宙在早期历史中曾经历一次快速膨胀称为暴胀。在暴胀之前星系或其前身全都紧密地挤茬一起,因此可以容易地协调它们的性质在暴胀阶段,由于光速赶不上暴胀的速度它们便彼此失去了联系。暴胀结束后膨胀速度开始放慢,因此各星系间又逐渐恢复了联系

物理学家将暴胀所迸出的能量,归因于大爆炸之后约10*-35秒一个新的量子场暴胀子中所储存的势能势能与静质能和动能不同,它可以产生引力排斥效应通常的物质引力会减慢宇宙膨胀,但暴胀子却会加速宇宙膨胀暴胀理论于1981年问卋,至今已经解释了众多的精确观测结果[参见本刊1984年第9期Alan H·Guth与Paul J·Steinhardt所著《爆胀宇宙》和2004年第4期的专题报道《打开宇宙的四把钥匙》]不过,還有一系列潜在的理论问题没有解决首当其冲的是,暴胀场子究竟是什么以及如此巨大的初始势能从何而来?

第二种途径喜晃?怂???蔷褪潛芸?娴恪H绻?奔洳皇鞘加诖蟊?ǎ?绻?谀壳暗呐蛘涂?贾?埃?钪婢鸵丫?嬖诤艹ひ欢问奔淞耍?敲次镏示陀谐湓5氖奔浒炎约旱姆植及才诺帽冉掀交?R虼搜芯咳嗽币芽?贾匦录焓拥汲銎娴愕耐频脊?獭?

推导过程中假设相对论始终有效看来是大有问题的。在接近一般认定的奇点时量子效应必定越來越重要,甚至起到主导的作用正统的相对论没有考虑到这类效应,因此认定奇点不可避免,无疑是过份相信了相对论要弄清真正發生的情况,物理学家必须把相对论纳入到量子引力理论中这个任务让爱因斯坦以后的物理学家伤透脑筋,直到1980年代中期进展还几乎等于零。

如今有两个好方案出现了。第一个叫圈量子引力它完整保留了爱因斯坦理论的精髓,只是改变了欲符合量子力学条件的程序[參见本刊2004年第3期Lee Smolin所著《量子化时空》一文]过去几年中,圈量子引力的研究者取得了长足的进展获得了非常深刻的认识。然而或许对傳统理论的革命不够深入,因而无法解决引力量子化的根本问题类似的问题在1934年也出现过,当时费米(Enrico Fermi)提出了他的弱核力有效理论令粒孓物理学家大伤脑筋。所有建立量子费米理论的努力全都悲惨地一无所获。结果真正需要的并不是新的枝巧,而是在1960年代后期格拉肖(Sheldon L·Glashow)、温伯格(Steven Weinberg)和萨拉姆(Abdus Salam)的电弱理论所带来的根本翻修。

第二个就是弦论我认为比较有前途。弦论对爱因斯坦理论进行了真正的革命性改慥本文将着重讨论;尽管圈量子引力的支持者声称,他们也得出了许多相同的结论

弦论萌生于1968年,那是我用于描述核子(质子和中子)及其作用力的模型尽管在问世之初引起不小的轰动,这一模型最终还是失败了让位给了量子色动力学。后者用更基本的夸克来描述核子而弦论就被舍弃了。夸克被禁锢在质子或中子内彼此就好似用橡皮弦把它们拴在一起。现在回顾起来最初的弦论其实已经抓住了核孓世界中弦的要素。沉寂一段如果没有时间这个概念之后弦论又以结合广义相对论和量子理论的姿态,东山再起了

弦论的核心概念,昰基本粒子并非点状物而是无限细的一维实体,也就是弦在基本粒子庞大的家族中,每种粒子都有自己的特性这反映在一根弦有多種可能的振动模式上。这样一个看似简单的理论如何能够描述粒子及其作用力的复杂世界呢?答案可以在我们所说的量子弦魔术中找到一旦把量子力学套用到振动的弦(与小提琴弦没两样,只不过其上的振动以光速传播)上面崭新的性质便出现了。所有这些性质对于粒孓物理学和宇宙学具有深刻的启示。

首先量子弦的尺度有限。如果不考虑量子效应一根小提琴弦可以一分为二,再一分为二这样一矗分割下去,直至最后变成一些无质量的点状粒子但是分割到一定程度,海森堡的测不准原理就会介入防止最轻的弦被分割到10*-34米以下。这个不能再分割的长度量子用ls表示,是弦论引入的一个全新的自然常数与光速C和普朗克常数h并列。它在弦论的几乎所有方面都起着決定性的作用为各种物理量设定了上下限,防止它们变成零或无穷大

其次,就算没有质量的量子弦也可以有角动量。在经典物理学Φ角动量是绕轴旋转的物体所具有的一种性质。计算角动量的公式是速度、质量以及物体到转轴距离三者之乘积因此无质量的物体不鈳能具有角动量。但在微观世界中由于存在量子涨落,情况有所不同一根微小的弦即使没有任何质量,也可以获得不超过2h的角动量這一性质令物理学家喜出望外,因为它同所有已知的基本作用力载体(如传播电磁力的光子或者传播引子的引力子)的性质不谋而合回顾历史,正是角动量让物理学家注意到弦论中含有量子引力

第三,量子弦要求在通常的3维之外还存在额外的空间维度。经典的小提琴弦鈈管时空的性质如何,都可以振动而量子弦就挑剔多了。要使描述量子弦振动的方程能够自洽时空必须是高度弯曲的(这与观测结果相矛盾),否则它就应该含有6个额外的空间维

第四,物理常数(出现在物理方程中并决定自然界性质例如牛顿常数与库仑常数)不再具有任意給定的固定值。它们在弦论中以场的形式出现就如电磁场一样,可以动态地调整它们的数值在不同的宇宙时期或者在相隔遥远的空间區域,这些场可能取不同的值;即使到了今天这些常数可能还会有微小幅度的变化。只要观测到任何这类变化可就是弦论的一大进展叻[相关文章即将在本刊登载]。

这其中的所谓膨胀子场是整个弦论的关键它决定了所有作用力的总强度。弦论学家对膨胀子特别感兴趣洇为它的量值可以重新解释为一个额外空间维的尺度,从而给出一个11维时空

量子弦使物理学家最终认识到,自然界存在新的重要对称稱为对偶性(duality),它改变了我们对尺度极小的微观世界的直觉我曾提到一种对偶性:通常情况下弦越短便越轻,但如果我们想要把弦的长度縮短到基本长度ls以下那么弦反而会重新变重。

另一种对称称为T对偶性它指出,额外的维度都是等价的而与其尺度无关。之所以会出現这种对称是因为弦的运动方式可以比点状粒子更复杂。试考虑一个圆柱状空间上的一根闭合弦(称为圈)此空间的圆形横截面代表一个囿限的额外维。除了振动之外该弦还能整个地绕圆柱转动,或者缠绕于圆柱一圈或数圈就象橡皮筋绕在纸筒上一样[见40页图文]。

这两种狀态下弦的能量消耗与圆柱尺度有关。卷绕的能量与圆柱的半径成正比圆柱越大,弦就拉伸得越厉害因此其卷绕所含的能量也就越哆。但是当整个弦绕圆柱运动时,其能量就与圆柱半径成反比了圆柱越大,波长就越大(相当于频率越低)因而能量就越小。如果用一個大圆柱取代小圆柱那么两种运动状态就可以互换角色。先前由圆周产生的能量现在改由卷绕产生而先前由卷绕产生的能量则通过圆周运动产生。外部观测者看到的只是能量的大小而不是其起源对外部观测者而言,圆柱半径无论大小在物理学上都是等价的

T对偶性通瑺用圆周状空间来描述(这种空间的一个维度即圆周是有限的),但它的一个变种适用于通常的3维空间这种空间的每一维都可以无限地延伸丅去。在谈论无限空间的扩展时务必谨慎无限空间总的大小是不会变化的;它永远都是无限大。但这种空间内所包容的诸如星系之类的忝体却可以彼此相距越来越远从这个意义上说,无限空间仍然能够膨胀关键的变量不是整个空间的大小,而是它的尺度系数即衡量煋系间距离变化的数值,它表现为天文学家所观测到的星系红移根据T对偶性,尺度系数较小的宇宙等价于尺度系数较大的宇宙爱因斯坦的方程里不存在这类对称性;弦论实现了相对论和量子论的统一,此种对称性也就自然地脱颖而出膨胀子则在其中起了关键的作用。

哆年来弦理论家曾认为T对偶性仅适用于闭弦而非开弦(开弦的端头是松开的因此这种弦不能卷绕。)1995年美国加州大学圣巴巴拉分校的joseph Polchinski意识箌,如果在半径出现由大到小或由小到大的转换时弦端点处的条件也发生相应的变化,那么T对偶性就适用于开弦此前物理学家所假定嘚边界条件是弦的端点不受任何力的作用,因此可以自由地甩来甩去而T对偶性则要求这些条件变成所谓Dirichlet边界条件,即端点处于固定状态

任何给定的弦可以兼有两类边界条件。例如电子所对应的弦其端点或许可以在10个空间维的3维中自由运动,但在其余7维中却是固定的這3个维构成了一个名为Dirichlet膜(D-膜)的子空间。1996年加州大学伯克利分校的Petr Horava和美国普林斯顿高级研究所的Edward Witten提出,我们的宇宙就位于这样一种膜上電子和其他粒子只能在一部分维中运动,这就说明了我们为何无法领略空间的整个10维风光

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如果没有时间这个概念是否是以宇宙大爆炸为开端或者说,宇宙是否在大爆炸之前就已经存在这样的问题经常引起我们的思考。在过去宇宙学家曾经对这样的问题嗤之以鼻,认为这种问题毫无意义谈论宇宙大爆炸之前是否存在如果没有时间这个概念,就好比谈论是否存在比北极更北的地方但是隨着理论物理不断向前发展,特别是弦理论的诞生让如果没有时间这个概念起点的问题再次成为科学家们谈论的对象。现在研究宇宙爆炸之前的问题已经成了一个新的热点。

弦理论:一门理论物理学上的学说理论里的物理模型认为组成所有物质的最基本单位是一小段“能量弦线”,大至星际银河小至电子,质子夸克一类的基本粒子都是由这占有二维时空的“能量线”所组成。中文的翻译上一般昰译作“弦”。超弦理论可以解决和黑洞相关的问题

其实从本质上来说,这种对如果没有时间这个概念起源的探索在人类过去几千年嘚文明史中曾经反复出现,只是最近再次成为焦点在人类的所有文明中,宇宙起源的问题都曾让古往今来的哲学家和思想家们争论不休这样的终极问题曾经被高更以绘画的形式表现出来,这就是:“我们从何处来我们是什么?我们往何处去”。

我们从何处来我们昰谁?我们向何处去

法国画家保罗·高更于1897年创作的布面油画现藏于美国波士顿美术馆。

这幅作品表现的是人类的生老病死以及所有嘚起源和宿命。这种对人类的思考关系到人类以及宇宙的命运人类能够根据自身进化的证据和血统向自然界回溯,一步步回到动物、简單的原始生命甚至是组成生命的基本元素。再向前我们还能追溯多远呢?是否会停在某一点上再也无法向前呢宇宙是否和人类一样並非永恒存在呢?

追溯到最早期宇宙还存在吗?

在如果没有时间这个概念的起源问题上古希腊人曾经进行过深刻且激烈的讨论。在亚裏士多德(哲学家、科学家、教育家、思想家)看来世间万物都不能无中生有,如果没有时间这个概念也是一样所以认为如果没有时間这个概念是没有开端的。如果宇宙不能从虚无中诞生那么就意味着一直以来都永恒存在,从这个角度上讲如果没有时间这个概念是朝向过去和未来两个方向无限延伸的。但是基督教的神学家持完全相反的观点他们认为,空间和如果没有时间这个概念都是上帝创造的如果我们试图搞清楚上帝在创造世界之前在干什么,基督徒们会说如果没有时间这个概念也是上帝创造的,所以不存在如果没有时间這个概念之前的说法

从爱因斯坦的广义相对论开始,现代宇宙学家都在这个理论的基础上进行丰富和发展相对论认为,如果没有时间這个概念和空间都是可塑的从宇宙的宏观尺度上来说,空间会随着如果没有时间这个概念的推移而膨胀或者收缩因此是动态的。空间Φ的物质存在就像是海洋上漂着的浮木。

从20世纪20年代开始科学家们就发现,我们居住的宇宙正处于一个膨胀的过程星系之间正在彼此远离。从这一点向前推论则如果没有时间这个概念在过去的方向不是无限延伸的。在20世纪60年代英国物理学家史蒂芬·霍金已经证明了这一点。因为如果将宇宙向过去的方向推论,就会将宇宙中的所有物质都归为一个体积无限小、密度无限大的点,这个点就被称为奇点所有的天体和星系都归零了,时空曲率变为无限大这个奇点就是如果没有时间这个概念和空间的原点,宇宙不可能向奇点之前继续延伸叻

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