參考消息網7月23日報道 英國《新科學家》周刊網站7月1日刊登題為《時間究竟從何而來？》的文章，作者是卡梅拉·帕達維奇-卡拉漢，內容編譯如下：

  時間究竟從何而來？這個問題沒有固定的答案——但為了更好地理解它，我們可以來看看時間之箭。

  時間之箭

  這個概念可以追溯到20世紀20年代，源于描述能量、熱量和熵的物理定律。熵是其中最重要的，因為時間似乎是從低熵狀態向高熵狀態移動——這正是“時間之箭”飛行的方向。熵因為事關無序性而名聲不佳，但理解它的更精確方式是計算一個大物體——宏觀態——有多少種由較小的部分(或者叫微觀態)組成的方式。

  一個對應多個微觀態的宏觀態(例如一個餐具抽屜里面的勺子和叉子混放在一起)，其熵值要高于微觀態受限的宏觀態(例如，同一個抽屜，叉子整齊地堆放在左邊，勺子則堆放在右邊)。如果你以第二種方式擺放抽屜，但下次打開時，勺子和叉子卻混在一起了，這表明熵值增加了，時間之箭把抽屜從過去推向了未來。

  然而，用餐具來推斷宇宙存在一個問題。為什么會有一個一切都井然有序、熵值低的起始狀態呢？

  物理學家稱之為“過去假說”，但他們并不喜歡這種說法。當他們進行“倒轉時間之箭”的心理練習時，最終發現宇宙的熵值極低。這種狀態被認為是罕見的，因此尚不清楚其存在的原因。由于它標志著時間的開始，人們也提出了這樣的問題：這種狀態是否也必然與宇宙的起源——大爆炸——相吻合。

  還有一個雪上加霜的問題：在遠小于整個宇宙的尺度上——例如一兩個粒子的量子尺度——物理定律完全可逆，這意味著它們不會限制時間之箭只能朝一個方向飛行。

  “物理定律可逆，但我在日常生活中看到的東西為什么就不可逆？”他問道。法國巴黎-薩克雷大學的阿里吉和他的同事們想看看他們能否構建一個非?；A的“玩具宇宙”——一個真實宇宙的簡化模型——其中的一切都完全可逆，但我們所知的時間之箭仍然存在。

  另一宇宙

  他們發現，如果玩具宇宙像我們自己的宇宙一樣持續膨脹，時間之箭的存在就不可避免。這個模型宇宙也讓研究人員排除了過去的假設：它允許大爆炸發生，但并不一定需要一個特殊狀態作為時間初始和時間之箭向前推進的開端。

  事實上，阿里吉表示，這項研究讓他重新思考了自己之前對可能的未來狀態的懷疑態度，例如，未來可能出現“大擠壓”(宇宙最終停止膨脹并壓縮成一個微小的點)和“大反彈”(宇宙陷入永無止境的爆炸——膨脹——收縮——擠壓——爆炸的循環)。

  引人注目的一點是，在這個僅基于可逆物理定律而構建的玩具宇宙中，大爆炸并不一定是我們已知所有物理定律都失效的單一實例。相反，在另一邊存在著更多由熵驅動的膨脹——本質上是另一個宇宙。阿里吉在談到大爆炸另一邊的想象宇宙時說：“我們的誕生將源于它們的誕生。我們的物質將來自它們的過去?！?/p>

  盡管這聽起來有些激進，但兩個宇宙朝相反方向膨脹，各自擁有獨立時間感的想法此前就已引起物理學家的關注。

  憑空產生？

  回到我們最初的問題，有沒有可能時間就是憑空產生——或者至少并非有什么特殊的出處？當我向紐約哥倫比亞大學的哲學家戴維·阿爾伯特提出這個問題時，他提醒我要更仔細地思考“特殊”這個詞。事實上，他并不認為過去假設中的低熵狀態必然具有特殊性。

  阿爾伯特表示：“人們認為，每種可能的物理狀態都應該與其他可能的物理狀態存在一樣的可能性。如果你這樣想，那么這些低熵狀態就變得極不可能了?！?/p>

  “但我對此的看法是，認為僅憑先驗推理就能得到概率的想法簡直太瘋狂了?！卑柌刂赋?，我們應該通過觀察來探究任何給定事件的概率。此外，他還指出，只要我們找到證據表明該事件——在本例中是存在于低熵狀態的宇宙——必然發生，那么根據抽象論證，該事件的發生概率有多么低都無關緊要。

  阿爾伯特完全贊成將過去的假設從我們絕對必要的物理學法則清單中移除——在他看來，定律越少越好。但他希望這種干預首先要以觀察為基礎。我們能夠操縱和仔細研究諸如熵之類的物理量的系統(例如教科書中提到的盒子里的氣體粒子)的規模與整個宇宙的規模之間存在著巨大的差距。因此，他建議，在物理學家進行從一個理論到另一個的推斷時，要謹慎并仔細審視他們可能做出的假設。

  阿爾伯特說：“但我認為，研究是否可以不預設過去的假設，而僅僅從其他定律中推導出來，這個總體項目很有意思。如果能夠做到，那就太好了?！?/p>

  和阿爾伯特通話結束后，我提醒自己一年后再給所有人打電話，看看時間如何進展。即便我仍然不知道如何解釋時間從何而來，但它的箭頭必將引領我走向一個未來，在那里我會有更多關于時間的討論。（編譯/王笛青）