时间和空间是一种幻觉吗?那么现实又是什么?

本文是关于空间、时间和现实的本质。

确切地说,时空是什么?

时空是指任何一个外部现实构成我们对事物之间空间和事件之间时间的集体体验的基础。为什么时空不能成为现实?为什么要把时空作为一个额外的概念?假设两个观察者相对移动,粒子被算作观察者。这些观察者对事件之间经过的时间并不一致。事实上,他们并不完全同意在任何特定时刻事物之间有多少空间。他们甚至不同意所有事件的时间顺序。然而,每一个观察者都正确地测量事物,并且是完全一致的,这意味着它们都不是错的。这听起来很荒谬,但这是真的。以表面价值来看待他们,关注他们对现实本质的暗示。因为如果仔细想想,其中的一些含义是惊人的。

举个例子,以这种关于事件顺序的分歧为例。如果两个观察者不能就事件的顺序达成一致,这意味着目前,某人的过去就在另一个人的未来。现在对于附近的事件,影响是微观的,但是又是什么呢?任何分歧都意味着没有普遍的事件划分为过去、现在和未来,这就为自由意志和我们相信我们可以改变未来的信念等事情打开了主要的哲学议题。那么每个人对宇宙的体验都是主观的吗?或者换个说法,如果我们通常想象的时间和空间不是客观现实的一部分,那什么才是现实的一部分?

是因果关系。客观现实的一个良好起点是普遍认同。幸运的是,所有的观察者都同意这一点。这叫做时空间隔,或者两个事件之间的时空分离。尽管两个相对运动的观察者会测量同一两个事件之间不同的距离和不同的经过时间,但他们总是同意这些事件之间的时空间隔。现在,如果每个人都同意时空间隔,他们必须表示一些东西。但是什么?我们会注意到,因为它涉及减法,时空间隔可以是正的、零的或负的。当它是积极的,没有什么可以从一个事件到另一个事件,总是有观察者不同意谁先发生。当它为零或负时,信号或事物可以从一个事件传递到另一个事件,每个人都同意它们的顺序。因此,事件a和事件b之间的时空间隔似乎告诉你a是否能影响b。换句话说,即使我们不能同意过去、现在、未来、时间或距离,我们似乎都认同因果关系。这似乎违反了直觉。

时间和空间是一种幻觉吗?那么现实又是什么?

通常我们认为时间是因果关系的原因。但实际上情况恰恰相反。在某种程度上,我们同意时间上的任何事情,这只是因为因果关系。因果关系才是真实的。那么因果关系与时空有什么关系呢?事实证明,一切。在相对论首次出现后不久,爱因斯坦前数学教授赫尔曼·明可夫斯基注意到时空间隔类似于所谓的非欧几里得空间中距离公式的一个奇怪版本。因此,他提出了以下激进的观点——也许现实不是一个随时间演化的三维空间。相反,它是一个四维的非欧几里得数学空间。没有进化,没有时间。4维数学空间就是时空。

它的点与事件相对应。任何事件,任何地方,任何时候。在这个观点中,只有与4维空间中的几何关系相对应的东西是客观真实的,比如因果关系。它们对应于时空间隔,即几何关系,是点之间距离的非欧几里得版本。相反,我们对时间和空间的经验和测量本身并不符合任何东西。它们更像我们在数学课上使用的xy网格,对于讨论电路板很有用,但武断且本质上毫无意义。无论我们是否把轴放在板上,它的点和几何事实都很简单。如果你是你所经历的所有事件的序列,那么你就是时空中的一个几何对象,一个连接代表你出生和死亡事件的点的直线段。

时间和空间是一种幻觉吗?那么现实又是什么?

你沿着那条直线移动吗?不是的,你就是直线段。时空中没有运动。你的未来不仅仅是预先决定的。它已经存在。想象一下,我们都在读一本由纸制成的翻盖书。我们同意故事中的事件,但我们不同意它们发生在页面上的位置、事件之间有多少页面,甚至不同意其中一些事件的顺序。然而,我们都在读同一本书,只是纸上没有图表,没有书页,也没有书。所有这些只是我们大脑为了感知“它”是什么而做出的一种强迫。

那么,为什么我们能以如此生动的时空方式感知现实呢?

没有人真正知道。所有这些只是简单介绍了所谓的平时空。一旦广义相对论进入混合,我们会发现有许多可能的时空具有不同的几何结构,这使得很难确定这是哪一个。后面的文章会更多讲到关于时空的知识。


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