時(shí)間就是那條奔流不息的大河，從“過去”流經(jīng)“現(xiàn)在”，不作片刻停留，便又朝著“未來”滾滾而去。這大概是早在文明啟蒙之初，人們就已經(jīng)明白的常識(shí)。仿佛冥冥之中有這樣一口時(shí)間之鐘，我行我素地滴答作響，不受外界任何打擾，既沒有開端，也不會(huì)終結(jié)。
而世間的萬物，從誕生到興盛，從衰敗到消亡，再到下一次可能的重生，都在時(shí)間之鐘的滴答聲中，遵循著統(tǒng)一的步調(diào)翩翩起舞。從這個(gè)意義上說，時(shí)間也是這個(gè)世界上最慷慨、最公平的東西。不論榮華富貴還是一貧如洗，也不論身強(qiáng)力壯還是老弱病殘，從日出到日落，再到下一次日出，每一個(gè)人分配到的時(shí)間，都是一樣多的。
問題是，果真如此嗎？針對這一點(diǎn)，偉大的科學(xué)家愛因斯坦“親身”做過一項(xiàng)有趣的實(shí)驗(yàn)。
親測“相對論”
1938年，他通過好朋友、喜劇大師卓別琳，約到了卓別琳當(dāng)時(shí)的妻子、好萊塢女星波萊特·戈達(dá)德。在后來發(fā)表于《熱科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)》上的實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，愛因斯坦寫道：“我坐火車到紐約與戈達(dá)德小姐在中央火車站的‘大蠔酒吧’見面。她十分明艷動(dòng)人。我覺得似乎過了1分鐘時(shí)看了看手表，發(fā)現(xiàn)實(shí)際上已經(jīng)過了57分鐘，我將它四舍五入成1小時(shí)?！?/p>
回到家后，愛因斯坦找來一臺(tái)松餅機(jī)，插上電讓機(jī)器加熱，然后一屁股坐了上去?！拔矣X得似乎過了1小時(shí)的時(shí)候，站起來看了看手表，發(fā)現(xiàn)實(shí)際上才過了不到1秒鐘。為了讓兩種情況下所用的單位保持一致，我將它算成1分鐘?！碑?dāng)然，接下來，他第一時(shí)間給醫(yī)生打了電話。
這個(gè)活生生的例子說明，就算分配給每個(gè)人的時(shí)間都一樣多，處在完全不同的情境之下，人們對時(shí)間流逝的主觀感受也可能截然不同?！耙粋€(gè)男人與美女對坐1小時(shí)，會(huì)覺得似乎只過了1分鐘；但如果讓他坐在熱火爐上1分鐘，會(huì)覺得似乎過了不止1小時(shí)，”用愛因斯坦的話來說，“這就是相對論。”
相對論是上世紀(jì)頭20年里愛因斯坦開創(chuàng)的偉大理論，分為狹義相對論和廣義相對論。近百年來，這兩個(gè)理論經(jīng)受住了最嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。當(dāng)然，愛因斯坦做過的這個(gè)實(shí)驗(yàn)并不包括在內(nèi)。主觀感受不能很好地描述客觀現(xiàn)實(shí)，要精確測量實(shí)際的時(shí)間流逝，必須借助精密儀器才行。
在愛因斯坦的那個(gè)實(shí)驗(yàn)中，精密儀器就是他的手表。如果按照手表上指針的走動(dòng)來計(jì)時(shí)，不論是與美女對坐，還是一屁股坐在火鍋上，時(shí)間流逝的速度都應(yīng)該是一致的。愛因斯坦舉這個(gè)例子，只是為了形象地解釋時(shí)間也有相對性。然而，考慮到真正的相對論，即便是能夠忠實(shí)記錄時(shí)間流逝的理想儀器（不妨稱之為“時(shí)鐘”），也會(huì)出現(xiàn)不合拍的節(jié)奏。
破碎的時(shí)間
舉例來說，按照狹義相對論，只要你和我之間存在相對運(yùn)動(dòng)，時(shí)間在你和我身上流逝的速度就會(huì)有所不同。在你看來，我的時(shí)鐘上指針轉(zhuǎn)動(dòng)的速度變慢了；同樣，我也會(huì)看到你的時(shí)鐘走慢了。當(dāng)然，由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的時(shí)間流逝變慢現(xiàn)象，只有在速度接近光速時(shí)才會(huì)表現(xiàn)明顯。
早在1941年，物理學(xué)家布魯諾·羅西和D·B·霍爾就在一種被稱為μ子的微觀粒子身上，觀察到了這種現(xiàn)象。μ子極其短命，在靜止?fàn)顟B(tài)下，平均每2.197微秒，就會(huì)有半數(shù)μ子衰變成其他東西——這個(gè)時(shí)間被稱為“半衰期”。然而，來自宇宙的高能粒子闖入地球大氣時(shí)形成的μ子，速度超過光速的99%。兩位物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這些μ子的半衰期大約是靜止μ子的10倍。換句話說，這些接近光速運(yùn)動(dòng)的μ子，“壽命”被大大延長了。
如果把廣義相對論也考慮進(jìn)來，情況只會(huì)變得更加復(fù)雜。廣義相對論預(yù)言，物質(zhì)本身就會(huì)影響時(shí)間的流逝——因?yàn)橘|(zhì)量會(huì)產(chǎn)生引力，而引力會(huì)使時(shí)鐘變慢。舉例來說，同樣是在地球上，海拔越高，地球引力就會(huì)越弱。因此，海平面上的時(shí)鐘走得就會(huì)比世界最高峰——珠穆朗瑪峰頂上的時(shí)鐘稍慢一些，每秒鐘要慢大約萬億分之一秒。
盡管效應(yīng)微弱，但在越來越精密的時(shí)間測量儀器的幫助下，不論是由相對運(yùn)動(dòng)還是由引力導(dǎo)致的時(shí)間變慢現(xiàn)象，都一次又一次得到了越來越精準(zhǔn)的驗(yàn)證。2010年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院的周欽文及其同事，甚至觀察到了每秒10米的相對速度和區(qū)區(qū)1米的高度落差帶來的時(shí)鐘變慢效應(yīng)。事實(shí)上，如今幾乎人人都會(huì)用到的GPS全球定位系統(tǒng)，必須針對相對論預(yù)言的時(shí)間變慢效應(yīng)加以修正，否則根本就達(dá)不到如此精準(zhǔn)的定位精度。
至此，時(shí)間已經(jīng)不再是整齊劃一統(tǒng)馭萬物生老病死的唯一節(jié)律，而是被相對運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)引力攪成了一盤散沙，在不同角落里各自為政，甚至連步調(diào)都未必一致。那口游離于世間萬物之外、自顧自滴答作響的時(shí)間之鐘，已然不復(fù)存在了。然而，相對論，特別是廣義相對論，給時(shí)間帶來的打擊，還遠(yuǎn)不止如此。
時(shí)間也有起點(diǎn)
廣義相對論描述的，是物質(zhì)本身如何與時(shí)空結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用——換句話說，它描述的是萬有引力。萬有引力是大尺度上統(tǒng)治整個(gè)宇宙的力量——至少在1915年愛因斯坦提出廣義相對論時(shí)，這是科學(xué)界的共識(shí)。很快，愛因斯坦就把自己的理論應(yīng)用到了整個(gè)宇宙，用來推演宇宙整體上的變化。
結(jié)果，廣義相對論推斷，宇宙要么膨脹，要么收縮，無法維持在一個(gè)狀態(tài)上恒定不變。這個(gè)結(jié)論其實(shí)很符合邏輯，既然世間萬物都在相互吸引，它們必定會(huì)越靠越近，除非它們原本是在向外擴(kuò)散。但愛因斯坦本人一時(shí)間無法接受這一點(diǎn)，他當(dāng)時(shí)的觀點(diǎn)根深蒂固：宇宙一直就是這個(gè)樣子，無始無終地永恒存在著。他在自己的宇宙學(xué)方程中，人為添加了一個(gè)常數(shù)，在大尺度上產(chǎn)生出了某種斥力。于是，愛因斯坦如愿以償，“構(gòu)建”起了一個(gè)似乎可以穩(wěn)定存在的宇宙。
大約10年之后，天文學(xué)家埃德溫·哈勃發(fā)現(xiàn)，宇宙中絕大多數(shù)星系都在離我們而去，而且距離越遠(yuǎn)速度就越快。這些觀測事實(shí)證明，宇宙確實(shí)正在膨脹。此時(shí)，愛因斯坦才追悔莫及，把自己手賤添加到方程里的那個(gè)常數(shù)稱為一生中犯過的“最大的錯(cuò)誤”，讓他錯(cuò)失了從理論上預(yù)言宇宙膨脹的絕佳良機(jī)。
或許，最根本的原因，不在于愛因斯坦對自己的理論信心不足，而是他不愿意面對宇宙膨脹的深遠(yuǎn)影響。因?yàn)?，膨脹意味著宇宙有一個(gè)開端，也意味著時(shí)間有一個(gè)起點(diǎn)。
如果逆著時(shí)間流逝的方向倒推回去，宇宙中的物質(zhì)會(huì)越靠越近，密度越來越大，溫度也越來越高。最終，按照廣義相對論的預(yù)言，一切物質(zhì)都將被濃縮到一點(diǎn)，密度無限大，溫度也無限高。當(dāng)然，無限大在物理學(xué)中似乎并無意義，或許只是表明環(huán)境極端到了連廣義相對論都無力描述的地步。
無論如何，到這個(gè)點(diǎn)為止，時(shí)間便無法再進(jìn)一步向前追溯了。這便是世間萬物的共同源點(diǎn)，包括時(shí)間和空間在內(nèi)。根據(jù)天文學(xué)家最新的觀測數(shù)據(jù)，從這個(gè)點(diǎn)爆開，也就是大爆炸至今，時(shí)間已經(jīng)走過了138.2億年。那么，在大爆炸之前，時(shí)間又流逝過多久呢？
時(shí)間流逝了多久，需要用時(shí)鐘來衡量——因?yàn)檎缜懊嫣岬降哪菢樱坞x于世間萬物之外的時(shí)間已經(jīng)不存在了。這里的時(shí)鐘，可以是鐘擺左右往復(fù)的擺動(dòng)，可以是地球日復(fù)一日的自轉(zhuǎn)，可以是光子在兩面鏡子之間不停的反射，也可以是原子核中電子在不同能級間躍遷而產(chǎn)生的光子的頻率。總之，一切能夠標(biāo)示出固定時(shí)間間隔的東西，都可以拿來充當(dāng)時(shí)鐘。
然而，按照物理學(xué)家羅杰·彭羅斯在《時(shí)間的循環(huán)》一書中的說法，直到大爆炸后大約10微秒，質(zhì)子和中子才會(huì)在宇宙中形成——在此之前，宇宙中完全不存在任何結(jié)構(gòu)，沒有任何東西可以拿來起到時(shí)鐘的作用。那么，時(shí)間流逝了多久，又有什么意義呢？
如果時(shí)間就是時(shí)鐘測量的那個(gè)東西，而時(shí)鐘又根本不存在，那么時(shí)間也就不存在。從這個(gè)意義上講，大爆炸根本就無所謂“之前”，因?yàn)檫B時(shí)鐘本身都是大爆炸之后才出現(xiàn)的。時(shí)間就始于大爆炸。
時(shí)間的末日
對于世間萬物來說，凡事有開端，就必有終結(jié)。那么，時(shí)間會(huì)不會(huì)有一天也終結(jié)呢？
時(shí)間的命運(yùn)似乎跟宇宙的命運(yùn)息息相關(guān)，而宇宙的命運(yùn)，根據(jù)廣義相對論，似乎取決于宇宙中到底有多少物質(zhì)。如果宇宙中有足夠多的物質(zhì)，它們施加的萬有引力說不定最終能夠逆轉(zhuǎn)宇宙膨脹的趨勢。在這種情況下，總有一天，宇宙會(huì)由膨脹轉(zhuǎn)為坍縮，最終重新回到大爆炸起點(diǎn)那種無法描述的狀態(tài)之中，時(shí)鐘徹底消失，時(shí)間也就失去了意義。
人們曾認(rèn)為，這種情況很有可能發(fā)生，甚至有人提出：最終坍縮成的那個(gè)點(diǎn)，或許不知多少歲月之后，又會(huì)重啟新一輪的大爆炸。宇宙就這樣，在不斷循環(huán)的大爆炸和大坍縮之間輪回。從這個(gè)角度上說，大爆炸“之前”仿佛又有了些許意義，因?yàn)楸M管無法衡量之前到底有多久，但畢竟是先前的大坍縮造就了這一輪的大爆炸。
于是，在上世紀(jì)末，兩個(gè)國際天文學(xué)研究團(tuán)隊(duì)展開了一場競賽，通過觀測一類特殊的超新星，試圖測量宇宙膨脹逐漸變慢的步伐。結(jié)果大大出乎了他們的預(yù)料——宇宙膨脹的速度非但沒有變慢，反而還越來越快了！必定有什么未知的成分在推動(dòng)著宇宙加速膨脹，天文學(xué)家稱它為“暗能量”。當(dāng)年被愛因斯坦人為加進(jìn)方程的所謂“最大的錯(cuò)誤”，也就是那個(gè)能夠產(chǎn)生排斥力的常數(shù)項(xiàng)，如今正是暗能量最有力的候選者之一。真不知道愛因斯坦如果泉下有知，又該作何感想。
如果宇宙以現(xiàn)在這個(gè)趨勢加速膨脹下去的話，大坍縮就肯定不會(huì)發(fā)生了，取而代之的將是大沉寂。宇宙永遠(yuǎn)膨脹下去，變得越來越空曠，越來越昏暗。盡管時(shí)間永遠(yuǎn)不會(huì)終結(jié)，但它會(huì)變得越來越?jīng)]有意義。宇宙會(huì)遭遇“熱寂”——這是一種平衡狀態(tài)，其中發(fā)生的任何過程都會(huì)很快復(fù)原。到時(shí)候，過去和未來的分界將不會(huì)像現(xiàn)在這樣明確，時(shí)鐘也會(huì)越來越模糊不清。
如果暗能量不是常數(shù)，而像某些假說那樣會(huì)隨時(shí)間以指數(shù)形式增長，它就會(huì)推動(dòng)宇宙進(jìn)入無限膨脹的模式，最后就連原子都會(huì)被扯碎，從而終結(jié)時(shí)間。這種情況被稱為“大撕裂”。按照某些模型的預(yù)言，這種時(shí)間末日距離現(xiàn)在還有大約200億年。
或許值得慶幸的是，對于生活在地球上的我們而言，盡管日常生活中需要對各自為政的時(shí)間碎片作一些小小的修正，但至少，時(shí)間應(yīng)該還不至于在我們的有生之年內(nèi)終結(jié)。
