《我們都是時間旅人》:過去、現在和未來,只是一種揮之不去的錯覺?

文:詹姆斯.葛雷易克

如今,們都在物理學家和哲學家之間提出時間到底是時間不是「真的」──它到底「存不存在」──是個很潮的問題。諸多研討會與座談會不時針對此問題辯論,旅人書上也有五花八門的過去解析。我之所以把上述字眼加上引號,現和是未來因為它們本身也有極大爭議。真實的只種本質甚至到現在也還沒定論。我們都曉得,不去當我們說「獨角獸不是們都真的」時是什麼意思,就像提到聖誕老人一樣。時間但學者專家說時間不是旅人真的,指的過去卻是其他意思。他們並非對自己的現和手錶或日曆失去信心,而是未來將「真的」這個說法當成某種代號,用以指稱其他事物──絕對的只種、絕無僅有的,或是最根本的。

並不是每個人都同意「物理學家老愛爭論時間的真實度有幾分」這種說法。西恩.卡羅爾寫道:「你可能會有點驚訝──但物理學家並不會過度執著哪個概念是『真』或『偽』。」我想,他的意思是說這種事交給哲學家就好。「對於像『時間』這樣的概念,只是一個不需要多做解釋的常用字彙,只是用來描述這世界的狀態──去談論所謂『真實度』也無傷大雅。」物理學家該做的是建構理論模型,並拿經驗證據去測試。

儘管這些模型效用佳、力道強,依舊是人造的東西。它們自己就是一種語言。然而物理學家還是忍不住想去爭論真實的本質──他們怎麼有辦法抵抗呢?「時間的本質」是2008年基礎問題研究院(Foundational Questions Institute,簡稱FQXi)所舉辦的國際徵文比賽主題。這個機構專研天文物理的基礎問題。從超過百篇的文章中脫穎而出的優勝作品是卡羅爾的〈如果時間真的存在〉(What If Time Really Exists?)。這是一個刻意反其道的行為。「思想史有一個神聖且古老的傾向,就是聲明時間並不存在,」他指出。「那股誘惑非常強大,要你舉雙手投降,大聲地說這整件事都是幻覺。」

這條路的里程碑是1908年由牛津大學的《心靈》期刊發表的一篇論文:〈時間的非真實性〉(The Unreality of Time),作者為約翰.麥塔格特.埃利斯.麥塔格特(John McTaggart Ellis McTaggart)。他是一位英國哲學家,當時任教於劍橋三一學院。(諾伯特.維納說)麥塔格特在《愛麗絲夢遊仙境》一書中客串一角──睡鼠。「牠生了短短胖胖的手,一副昏昏欲睡的模樣,而且斜著走路。」好幾年來,他主張一般大眾對於時間的看法只是錯覺,現在他提出了更有力的證據。「聲稱時間非具真實性,聽起來無庸置疑是非常矛盾的一件事,」他這樣起頭。但大家稍微想一下……

他談及「時間(或「事件」)中的位置」的兩種說法。我們可以在跟現在相比的狀態下談論此事──這裡的現在指的是說話者的現在。安妮皇后之死(這是他舉的例)對我們來說發生在過去,但這件事曾經屬於未來,接著又變成現在。「每個位置若不是在過去,就是在現在,或未來。」麥塔格特寫道。後來因求便利,他稱之為A理論。

最終,我們一定會比對時間中各個相對位置。「跟其他位置對照,每個位置都會『早於』一些位置,也都『晚於』一些位置。」安妮皇后的死跟最後一隻恐龍的死亡相比是較晚發生,但比起《時間的非真實性》發表的時間,則是早了一些。這便是B理論。B理論是不變的,是永恆常在的。這個順序不能改變。而A理論是可變動的:「例如,某事件發生在現在,但在過去,它是屬於未來的事件;在未來,則成了過去的事件。」

許多人覺得A理論和B理論的對比法很有說服力,它堅定採用哲學語法。麥塔格特使用推理鏈來證明時間不存在。A理論對時間而言是不可或缺的,因為時間必須透過變化來呈現,只有A理論容許改變。另一方面,A理論卻又與自己的前提相互矛盾,因為明明是同樣事件,卻同時持有過去和未來的特性。「不管是時間作為一個整體,或A理論和B理論,都是不存在的」是他顯然無法逃避的結論。(同樣地,上面的論述我可以說「在那個時候不存在」,因為論文是發表於一九○八年,但我也可以簡單地說一句「就是不存在」,因為這篇論文圖書館、網路上都有,更抽象的說──它存在於由各種事實與概念交織、不斷快速擴大的織毯中──亦即我們的文化。)

也許你注意到了──如果你有,那麼你的觀察力可能比他大部分的讀者更敏銳──麥塔格特的起手式是先假設他要證明的東西。他考慮了時間中的每個位置,每個可能的事件,好像它們早有明顯的次序,由神或邏輯學家在幾何學者的線上安排幾個點:M、N、O、P。你可以稱之為永恆的觀點,或永恆主義(eternalism)。未來跟過去一樣:你可以在心靈的視野中清清楚楚看到一張整齊俐落的圖表。相反地,我們的經驗僅是精神層面的產物:亦即記憶、感知以及對未來的預期。我們的體驗成了「過去性」、「現在性」和「未來性」。永恆學家說:「真實是沒有時間性的,因此時間是非真實的。」

事實上,這是現代物理的主流看法。我不會說是唯一的主流──在這變動劇烈的時代,沒有誰能確定說出那到底是什麼意思。有許多受到極大尊崇並在學界擁有一席之地的物理學家,擁護的是以下信念:

  • 物理的等式中不包含時間之流的證據。
  • 科學定理無法區分過去與未來。
  • 因此得證──我們有三段式論證了嗎?
  • 時間不是真實的。

觀察者(物理學家或哲學家)站在圈外往裡看。人類對於時間的經驗,抽象而變得懸而未決。過去、現在和未來,都關在一個硬果殼裡。

那麼,反過來說,我們一直以來的印象又怎麼辦呢?我們打從骨子裡感受到時間。我們記得過去,我們等待未來。但物理學家卻說我們只是容易犯錯的有機體,會輕易遭到耍弄,不可信任。科學發達以前,我們祖先曾活在地球是平的、太陽繞地球的時代。有沒有可能,我們對於時間的記憶也一樣天真?是有可能的──但到最後,科學家還是得回到經驗證據。一定要這麼做,我們才得以測試模組。

「我們這些信仰物理的人,」愛因斯坦說:「非常清楚過去、現在和未來之間的分別,只是一種揮之不去的錯覺。」我們這些信仰物理的人──在這句話中,我嗅到一絲傷感。「在物理之中,」美籍英裔數學物理學家費曼.戴森也在此重申,「時空中的過去、現在和未來的區別,只是一種錯覺。」但是這些公式化的說法還留有一點人性,因此有時不免流於表面。愛因斯坦當時正在安慰失去親人的姊妹與其子,可能也因此想起了他自己有限的生命。戴森則想以充滿希望的語氣,表達出我們與過去和未來的人之間其實有著親密的關連。「他們是我們在大宇宙之中的鄰居。」這些想法都很美好,但並不能成為真實本質的最終定論。一如愛因斯坦早先所說,「時間和空間是我們心中的預設,不是真實生活的狀況。」

科學家堅信未來早已成形的態度是有點任性的──未來固定得死緊,就跟過去一模一樣。在科學研究中,第一個動機──也就是最高指導原則,就是努力在我們一頭栽入的不可知未來中拿到些許控制權。對古早年代的天文學家而言,預測天體運行的動機可能是要證明自己的無辜,或是歡慶勝利。預言蝕缺是為了靠恐懼詐取金錢。醫學科技汲汲營營好幾個世紀,努力消滅疾病,延長宿命論者認為是固定不變的生命。牛頓定律第一個最實際又最有力的應用,就是讓學習火砲的學生計算砲彈的拋物線彈道,如何以最佳方式讓它們打中目標。

20世紀的物理學家不只能改變戰爭的路線,還夢想使用全新的電腦預測、甚至控制地球的氣候──有何不可?我們也是能進行模式識別的機器,科學研究計畫的宗旨就是要將我們的直覺公式化,直接進行計算。不只想去理解──這種小確幸太被動,且太不切實際──而是要在有限的可能性中,讓自然受我們的意念左右。

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書籍介紹

《我們都是時間旅人:時間機器如何推動科學進展,影響21世紀的人類生活》,時報文化出版
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作者:詹姆斯.葛雷易克
譯者:林琳

人類原本活在當下,但當19世紀末,H‧G‧威爾斯寫下《時間機器》、將時間與旅行兩字結合一起,人類自此打開了對於時間軸的想像。時間不再像箭般往前奔射,我們透過遠觀過去和千百年後的樣貌,改變了對時間的認知,展開了20世紀物理學的華麗序幕。

想像宇宙裡存在無數個時間裂縫,我們只要找到其中一個就能改變世界。改寫歷史甚至開拓新世界的夢想,讓愛因斯坦、艾丁頓、惠勒、霍金等理論物理學家無不懷抱希望,紛紛提出重力場、蛀孔理論、多重宇宙等新學說,可以說,時間機器不只存在文學裡、也不是瘋狂科學家的兒時夢想,學術圈的熱烈討論促成近代物理理論和實驗的無數進展。

2013310018359bPhoto Credit:時報出版

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