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热黑洞和时间之箭
“逝者如斯夫,不舍昼夜.”然而,现代物理学中最大的谜团之一,就是我们在生活中体验到的每一时刻.
什么是现在？
物理学通过公式来描述世界,用时间函数告诉我们事情如何变化,但这并不能解释时间是什么.我们可以写公式,来告诉我们事情与地点之间的关系,或者一碗牛肉拉面的味道与加入的辣椒量之间的关系.然而,与时间相关的问题是截然不同的.时间似乎始终在流逝,而地点或辣椒量并不会流逝.那么,差异来自哪里呢？
这个问题的另一种说法：现在是什么？我们只能说现在的事情存在,过去的不再存在,未来的还没出现.但是在物理学中却没有对应于“现在”的概念.
“这里”的意义取决于说话者究竟在哪,它是一个主观的词语.没人会说在“这里”的事物是存在的,而不在“这里”的事物是不存在的.那么,为什么我们会说“现在”的事物是存在的,而其他的一切不存在？现在的事物真的是客观的、流逝着的,使得事情一个接一个存在？或者,它不过是主观的,就像“这里”一样？
这个可能看起来像是一个深奥的心理学问题,但是现代物理学却使它成为一个大问题.物理学家们都认为,把“现在”应用于整个宇宙是行不通的,因为爱因斯坦的狭义相对论已经表明现在也是一个主观的概念.1955年,爱因斯坦得知他的老朋友、物理学家米歇尔·贝索去世时,他在给贝索的家人的信中还说：“他比我稍微提前离开了这个奇怪的世界,这并没有什么,对于我们这些相信物理的人来说,过去、现在与未来的区别只是一种固有的幻觉.”
不管是不是幻觉,我们该如何解释能感受到时间流逝这个事实呢？时间的流逝对我们所有人来说都是显而易见的.我们的语言组成就需要时间——一个东西“是”或“曾是”或“将是”.德国哲学家马丁·海德格尔还强调过,我们是“住在时间里”的,还认为时间的流逝是一切的基础.但是过去多次的经历,使得我们已经意识到我们的直觉并不是很准确的.因为我们的直觉是在我们有限经验的基础上发展起来的.如果我们坚信直觉,那么我们仍会相信地球是平的,它被太阳环绕.但当我们从更高的地方看,我们就会发现地球是球形的.
尽管时间的流逝可以生动地呈现在我们面前,但它未必反映的是一个现实的基本方面.如果它不是基本的,那么它来自哪里？
热与时间有关？
从某种程度上说,答案可能藏在时间与热的亲密联系之中.过去与未来唯一一个可检测的区分,就是当热发生流动的时候.与热相关的是概率——大量粒子的统计运动,而概率与下面这种事实相联系：我们与周围世界互动时,无法完全掌握现实中的各种细节.这意味着,时间并不属于一种精确的描述,相反,它是属于统计学和热力学领域里的.而这可能就是解开时间之谜的关键.
我们的记忆、意识可能就是建立在这些统计现象之上的.对于一个假想的超级存在者,如果他知道世界任何细节之处,那么他就感知不到时间流逝,宇宙僵死,过去、现在和将来是一整块儿,正如爱因斯坦所描述的那样.但是由于我们意识的局限性,我们只能得到世界模糊的印象,生活在时间之中.在这有限的关注能力下,我们得到的是对时间流逝的感知.
所以说,从客观意义上来说,就像“这里”并不是真的存在一样,“现在”也并不存在.
黑洞揭示一切？
就是这样了吗？不,还有许多地方需要去理解.时间问题正好位于引力、量子力学和热力学交叉的中心.然而,我们还没有一个理论能把这三个至关重要的学科涵盖起来.
一个能指引到时间本质的小线索,则是来自斯蒂芬·霍金的计算.霍金证明黑洞有温度：它们总是热的,就像一个火炉一样发热.然而从来没有人观测到这种热,因为它极其微弱,但霍金的计算是令人信服的,它以不同的计算方法被证明.黑洞有温度是公认的事实.
黑洞的热是一个量子效应,而黑洞还是一个强引力场源.所以说,这种现象涉及三个方面：量子力学、广义相对论和热力学.而时间也与这三个方面紧密联系.物理学家还有很长的路要去理解黑洞,但就像最近探测到黑洞碰撞产生的引力波等的重大发现,他们已经越来越接近答案了.
黑洞的热就像物理学的罗塞塔石碑,用三种语言刻成的,它等待着人们来翻译,并揭示出时间的本质.
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