时间谜团

第一次听说时间是幻觉，还以为这是要讲释迦牟尼了，但没想到，这句话竟然是爱因斯坦说的。

爱因斯坦临死前，亲笔写了这样一句话，对于我们这种信仰物理学的人来说，过去、现在、未来之间的区别，只是一种顽固又持久的幻觉。

像我们这些相信物理学的人都知道，过去、现在和未来之间的区别只是一种顽固存在的幻觉。

太毁三观了，但仔细想想，时间究竟是个啥，好像真没人能说得清。

5分钟和1个小时的感觉不一样，难道这种不一样的感觉就是时间吗？

科学家用各种物理公式来描述客观世界，告诉我们，世界不会因为你的主观感觉而改变。

但这些物理学公式里都有时间这个参数，如果时间是一种感觉，那岂不是说物理公式也都是在凭感觉来？

绕来绕去，最后也只能承认，时间是幻觉。

虽然，听起来有点荒唐，但现实可能真的是这样的。

没有时间的部落

1986年，科学家深入亚马逊丛林，发现了一个没有时间的部落。

这个部落叫做阿蒙达瓦（Amondawa），他们的语言里没有任何与时间有关的概念。

部落里所有人都没有年龄，语言中也不存在年、月、日这之类描述时间段的词汇。

我们如果说，这个事儿是去年发生的，是昨天发生的，是后天将要发生的，他们无法理解。

他们只理解白天、黑夜，雨季、旱季这四个概念。

他们经常改名，比如，你弟弟出生了，你就把你的名字给你弟弟了，你将获得一个新名字，这就代表一个新的生活阶段开始了。

当我们说周末过完了，明天就要上班了，中午吃点啥，快来不及了，我们会本能的认为自己在描述一个客观事实。

但事实上，哲学家早就怀疑过，时间并不是客观存在，而是一种文化，是从小被灌输的思维方式。

假如我们的祖先没有虚构一个时间概念出来，我们会和阿蒙达瓦人一样，只知道白天吃饭，晚上睡觉，雨季生娃，旱季打猎，昨天、现在、明天、下周，这些虚构的词汇，我们也一样无法理解。

还有一个著名的案例，那就是NBA球星穆大叔。

他到底多大了？这绝对是一个永恒的谜团。

他来自一个没有年龄概念的非洲部族。

部落里会在你出生的时候，选一棵树，在上面砍一刀，然后这棵树就是代表你了。

当你去世的时候，部落里再把这棵树砍倒，露出树的年轮，这些年轮就是你的墓志铭，证明你来过这个世界，活了这么久。

穆大叔离开非洲的时候，他的那棵树早就因为战乱不见了。

所以，他一直不知道自己多大。

1991年参加选秀的时候，官方说他25岁，但从照片上看，他明显比一般人老很多。

球迷们都说，鬼知道穆大叔是从20几岁打到了40几岁，还是从40几岁打到了60几岁。

看来，人类并不是天生就理解时间。

但我们一直没有发现时间有什么不对劲儿，就连牛顿这种天神级的科学家也没认为，时间是绝对的，是一个一直在以恒定速度流淌的宇宙法则。

直到100多年前，情况终于发生了变化。

1902年·瑞士专利局

1902年，一个小伙儿被介绍到瑞士专利局上班。

瑞士是个钟表大国，小伙儿每天都要审查各种与钟表有关的专利。

当时，有一个叫做同步时间的发明概念非常火爆。

小伙儿一天之内可以看到几十种同步时间的脑洞，有人用连杆，有人用无线电，甚至有人要开一家专门负责帮人对时的钟表店，让雇员每天早上拿着对好时间的手表赶最早的火车前往欧洲各地，运送时间。

其实，这些发明的目的只有一个，那就是要让欧洲各地的钟表都保持同一个时间。

当时的火车已经非常发达，但是，时间无法同步，比如巴黎到日内瓦的火车，去的时候一路上都按巴黎时间来卖票、发车。

回来的时候，又得按日内瓦时间来卖票、发车。

旅客们直接混乱了，经常按照自己的钟表赶过去，火车早就开走了。

这都是小事儿，要是城市之间的调度员也没有统一好时间，那就会发生火车相撞的惨案……

小伙儿就这样天天与各种有关时间的发明打交道，干了3年，他突然意识到，时间是一种幻觉。

这一天是1905年5月23日，而这个小伙儿正是爱因斯坦。

这天上班的路上，他经过市中心的钟楼（Zytglogge）听到了整点的钟声，他突然想到。

如果自己以光速远离这个钟楼，那身后的钟会怎么计时呢？

显然，钟反射的光也是按光速前进的，所以它追不上爱因斯坦，这样爱因斯坦会一直看到他离开钟楼时那一瞬间的时刻，钟的时间停止了。

但是，他自己手上的手表仍然在继续计时，他的时间并没有停止。

想到这里，爱因斯坦立刻想通了一个物理悬案。

光速不变

这个悬案叫做，光速不变。

本来，物理中所有的速度都是可变的。

比如，我们站着不动去抓一颗子弹，手会被打穿。

如果在一架高速飞行的飞机上去抓子弹，没准儿能抓住它。

这是因为子弹在飞，飞机也在飞，两个速度相同时，子弹就相对飞机静止了。

按常理，光速应该是一样的道理。

有一次，两个科学家（迈克尔孙-莫雷）决定用地球模拟飞机，光速模拟子弹，来检测一下这个想法。

我们已经知道，地球是在绕着太阳高速旋转的，这个速度大概是每秒30公里。

那么，在地球上测量，迎面撞向地球的光和在后面追赶地球的光，到达时间应该不同。

但结果，怎么测这个到达时间都相同。

测了几十年，做了无数次实验，结果都没有改变。

这就相当于，我站着不动测光速和在高速飞行的飞机上测光速，光的速度竟然没有发生变化。

太诡异了，怎么解释这个现象呢？

直到爱因斯坦在钟楼前顿悟，他说，我们测量的光速不变，其实是因为时间可变，为什么同时到达，是因为追赶光的时间膨胀了，它的一秒变得更长了。

时间应该被叫做时空，当你在空间上运动了，也就代表你在时间上也运动了。

比如，你一边朝我走过来，一边说话，你的时间没有任何变化。但在我看来，你的时间变慢了，声音变慢了，动作也变慢了。

直到你站住不动，我们的时间才同步，你看我、我看你才一样快。

怎么理解这种反直觉的结论呢？

这个叫做布莱恩·格林（Brian Greene）的物理学家，继续讲了这样一个鬼故事。

块状宇宙

按照爱因斯坦的时空观，我们就能得到了一个四维时空的块状宇宙。

在这个宇宙模型中，每一个横切面代表整个宇宙的三维空间。

下一个横切面，就是三维宇宙的未来一瞬间。

上一个横切面，则是它的过去一瞬间。

就像一个快门，我们理解中的现在，这一个时刻。

可能同时包含着，办公室的时钟指到了12点，老猫从窗台上跳下来，1000公里外的鸽子从广场上起飞，38万公里外的月球被陨石撞击，100光年外的某刻恒星爆炸了，等等这些事件都发生在同一个切片的三维宇宙当中，而这一刻之后的所有切片都是早就已经存在的。

就像一部放映机，宇宙继续放映。

过去并没有消失，过去所有的切片都存在，未来也并非未知，未来的切片也都早就存在。

从138亿年前宇宙大爆炸，到星河系形成、再到45亿年前地球诞生、恐龙灭绝，一直到今天，我们的每时每刻都已经在这个块状宇宙中被注定了。

未来、现在、过去，都是切面而已，没有区别。

而时间流淌，未来一一展开，这只是我们的幻觉。

回到过去，看见未来，这也都是很容易实现的情形，只需要在空间中移动，时间也就移动了。

比如，宇宙的这里有一个外星人，在他100亿光年外的地球上，还有一个地球人。

现在他们都坐着不动，它们的时间是相同的，因此他们都在同一个切片上面。

但如果这个外星人骑上自行车，开始向远离地球的方向移动，那么他的移动将减慢时间的流动，这个时候，他们的时间就不同了。

也就意味着，切片的那把刀倾斜了。

虽然只倾斜了一点点，但是放到100亿光年的空间尺度上以后，外星人将看到那个地球人的过去好几百年。

这个时候，外星人会认为，地球上正在发生几百年以前的事情，外星人会看到小时候的那个地球人，看到地球人正在登月，正在爆发战争等等历史切片。

但是，当外星人掉转车头，开始向着地球移动，那么他的切片又向未来倾斜了。

这个时候，外星人将看到地球未来几百年的切片。

在理论上，这些正的、斜的、穿越时空的切片都是合理的。

但在现实中，我们只能感觉到现在，我们觉得，过去的时空消失了，未来的时空还没有出现。

而事实上，过去、未来，其实都是和现在是一样真实的、存在的。

好吧，故事发展到这里，已经不是时间是不是幻觉的问题了，而是整个宇宙都是一块宿命的面包……

时间幻想、宿命宇宙，这简直就像是释迦牟尼在讲故事一样。

真希望爱因斯坦错了，真的有点难以接受这块宿命宇宙面包。

但现实中，爱因斯坦好像真的没错。

原子钟实验

1971年，两位物理学家（Joseph Hafele & Richard Keating）为2只原子钟购买了机票。

他们把原子钟带上飞机，这是当时最精准的时钟，运行2000万年，误差不会超过1秒。

如果爱因斯坦的理论没错，那么这两台原子钟在天上飞几圈以后，会和地面上的原子钟产生时差，这个时差就证明，飞行的过程让时间变慢了。

果然，落地以后，这两台原子钟慢了十亿分之四秒。

GPS校准

初代GPS卫星上天的时候，定位精度只有1000米左右。

但现在，卫星还是那个卫星，原理还是那个原理，为什么定位精度会提高到1米呢？

其实，影响定位的最大因素就是时间。

只要时间足够准确，定位将无限准确。

卫星定位的原理大概是这样的，你手机里有一个GPS芯片，它会向外发射一段电磁波。

电磁波中只有一个信息，那就是它现在的时间。

然后，天上有一颗卫星接收到了这个信号，卫星也产生一个信息，那就是卫星接受到信号的时间。

两个时间相减，在除以光速，就是芯片离卫星的距离，卫星的轨道已知，那么芯片的一个位置也就确定了。

同时，第二颗、第三颗、第四颗卫星也在重复这个过程，芯片的第二个、第三个、第四个位置也都确定了。

所有的位置画圆相交，就得到了100%准确的芯片位置。

理论上，如果每颗卫星里都有一个极其准确的原子钟，芯片也在地面上被一个极其准确的原子钟授时，这样就不会有误差。

但误差是从哪里产生的呢？

果然，科学们按照爱因斯坦的时空公式校准过GPS的算法以后，精度立马从1000米精确到1米。

2016年，天宫二号实验飞船上也有几台中国研发的冷原子钟。

据说，这些冷原子钟已经可以精确到从宇宙大爆炸到现在140亿年，误差不超过1秒。

这也就意味着，未来中国的北斗定位系统，可以精确到毫米级别。

可能就在明年、后年，我们无论在哪里都能被卫星精准抓出来，即使到了重庆那种魔幻3D城市，导航也能知道你是在第几层高架上面。

想想都有点恐怖啊，爱因斯坦果然神通广大。

黑洞

爱因斯坦推测如果有一个天体，它的引力足够大，大到连光都被它吸住了，逃不出来了。

那么，这个天体里面，时间就静止了，天体外面，越接近它，时间就会越慢。

这种天体就叫做黑洞。

1915年爱因斯坦通过计算，预测了黑洞的样子。

但现实中没人见过黑洞，黑洞的样子只是一个理论预测，究竟什么时候才能观测到一个现实中的黑洞呢？

直到2019年，人类首次拍到了一张黑洞的照片。

果然，又和爱因斯坦预测的一模一样，看来，爱因斯坦又对了。

双胞胎实验

NASA有两个宇航员，斯科特·凯里（Scott Kelly）和马克·凯里（Mark Kelly）他们是一对同卵双胞胎，拥有一样的基因组。

NASA让斯科特去太空中住了一年，马克留在地球上，然后分析他们的基因组变化。

大家有没有觉得斯科特明显比马克看上去年轻？

这会不会是速度变快，时间变慢的最直观表现呢？

这张照片难道就是，天上一日，地上一年的现实写照吗？

果然，NASA分析哥俩的基因后也发现，斯科特的端粒明显变长，端粒是染色体末端的一个结构，普通情况下，年纪越大，端粒会越短。

但是，在返回地球两天后，斯科特的端粒恢复到了正常的长度。

紧接着，斯科特体内93%的基因都恢复了正常，但还有7%发生了永久性的变异。

放映机

如果爱因斯坦全部对了，那一定存在一个放映机。

是它在控制宇宙在不可逆的向前播放。

但我们从物理理论找不到这个放映机的任何线索。

既然放映机不存在，是不是就可以证明爱因斯坦不对呢？

恰恰相反，这反而更进一步的证明爱因斯坦的正确。

因为，放映机极有可能就是我们的大脑，是我们主观感受中的一个机制。

正是这个机制让我们觉得时间在流淌，宇宙在向前播放。

其实，宇宙并没有播放，所有的切片都静静的躺在那里。

过去、现在、未来没有区别。

大脑的幻觉让我觉得时间在流淌。

为什么会有这种幻觉呢？

要是能用某种方法让幻觉停止呢？

那不就是所谓的超越过去、现在、未来三时的智慧吗？

故事回到最开始的那句话。

1955年3月，爱因斯坦写下它的时候，他非常的悲伤，因为，他的好朋友——贝索（Michele Angelo Besso）刚刚去世了。

当年正是贝索把爱因斯坦介绍到专利局去工作。

爱因斯坦把这封信寄给了贝索的儿子，他相信时间是幻觉，贝索的去世是注定。

紧接着，1个月后，4月18日，爱因斯坦也从宇宙切片上消失了。

但是，他告诉我们，一切都是注定的，我们每一个人都在138亿年前，宇宙大爆炸的那一瞬间就已经死亡了。

或者说，我们每一个人都还没有诞生。

无数个切片就在那里，时间只是幻觉，宇宙早已注定。