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块状宇宙观结合了空间与时间。三维空间和第四维度时间合在一起，形成了时空图景（见图6-1）。我们将某时某处发生的某一事件，标记为时空中的一个点。我们将一个粒子的运动历史标记为时空中的一条曲线，这条曲线被称作“世界线”（world line）。由此，时间被完全归入几何的范畴。我们将此称作时间的空间化或几何化。物理定理随之以几何的形式加以呈现，比如，自由粒子的时空世界线即为直线。假定粒子是光子的话，它的运动可以用45°角的直线加以呈现（45°角是因为我们用时间来丈量空间，具体来说用光年作为距离单位）。其他普通粒子的速度会小于光速，因此它们的世界线会变得更陡。
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图6-1 块状宇宙图景中的时空3
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这套优雅的狭义相对论几何表示，由德国数学家赫尔曼·闵可夫斯基（Hermann Minkowski）于1909年发明，闵可夫斯基曾是爱因斯坦的数学老师。在这套表示中，狭义相对论所描述的各个关于运动的物理事实，都被呈现为时空的几何性质。现在，我们称闵可夫斯基的这套发明为“闵可夫斯基时空”，这是去时间化过程中的决定性步骤。它使人们相信，与时间息息相关的一切运动都可以被表示为不含时间的几何定律。20世纪上半叶最伟大的数学家赫尔曼·外尔（Hermann Weyl）这样谈道：“简单地说，客观世界从未存在过。只有当我的意识开始凝望、我的身体沿着世界线蜷曲向上时，世界的某个片段方才获得生命，它们随时间不断变化，是空间中转瞬即逝的图像。”[7]
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为了展示块状宇宙图景的强大力量，让我们看一下哲学家们给出的一个小小论证，这一论证仅需要使用同时的相对性。让我们暂时先同意现在是真实的。我们可能无法确信未来或者过去的真实性（事实上，这段论证就是为了要知道过去和未来到底有几分真实），我们对于现在的真实性基本毋庸置疑。许多事件组成了现实，所有这些事件都同等真实。我们不知道发生于未来的两件事是否都是真实的，但至少我们能够同意，如果两件事发生于同一时间，那么无论这是现在、过去还是未来，它们的真实程度都一样。
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如果我们信奉操作主义，那么我们就该细究观测者到底看到了什么。我们会断言，如果两件事同等真实，那么它们在某个观测者眼中一定同时发生。我们还要假设，同等真实具有传递性。也就是说，如果A与B同等真实，B与C同等真实，那么A与C必然同等真实。接下来的论证会使用以下事实：“现在”在狭义相对论中因观测者的不同而异。任选宇宙历史中两个因果相连的事件，A与B。那么如图6-2所示，这两个事件之外的事件X具有如下性质：在观测者玛丽亚眼中，A与X同时发生；可在观测者弗雷迪看来，X与B同时发生。
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为了理解为什么X必然存在，我们需要知道同时性不仅是相对的，而且是最为相对的。对此我们可以作如下理解。爱因斯坦基本概念的推论之一，便是对于某个观测者来说同时发生的两个事件，在其他观测者看来可能因果无关。换个角度，如果两个事件之间因果无关，总会有一些观测者会看到它们同时发生。因此，从因果律的角度来说，同时性最为相对。
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如果事件B处于事件A的遥远未来，那么事件X需要与两者远远相隔，直至不可能有光信号从A传到X，或由X传到B。闵可夫斯基的宇宙是无穷大的，放置这样的遥远相隔事件不成问题。[8]
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图6-2 块状宇宙中的同时性
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任意给出两个有因果联系的事件A与B，总是存在一个特殊的事件X。在一个观测者看来，X与A同时发生；在另一个观测者看来，X与B同时发生。
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让我们开始推理：依据前文，A与X同样真实，B与X同样真实，于是A与B同样真实。但A与B是宇宙历史中因果相关的两个事件。因此，当我们假定宇宙中的某一事件是真实的，它的真实性就会散播到所有其他事件中。因此，现在、过去与未来没有什么差别。宇宙中的所有事件作为一个整体，都是真实事件。所以我们得出结论，世界的真实性在于把它的所有历史视作一体，时间中的时时刻刻不具有真实性，时间的流逝也不具有真实性。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来 [:1700876965]
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你只需假设现在是真实的
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上述便是块状宇宙观的强大之处。要领悟这一点，你只需假设，只有现在是真实的。随后的论证将迫使你接受，未来和过去同现在一样真实。但是，如果现在、过去和未来在真实性上不可区分，比如地球的形成、我曾曾孙女的出生，与此时此刻我的写作同等真实，那么现在便不再具有唯一的真实性。所谓的真实，存在于宇宙的整段历史。
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当代杰出的哲学家希拉里·普特南（Hilary Putnam）对以上论证作出了这样的评价：
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我认为，存在于真实性和未来决定论中的难题，现在终于得以解决。可惜，我们通过物理学解决了这一难题，而不是哲学……事实上，我认为关于时间的哲学难题都不复存在了。有待我们解决的，是一个物理学问题，即确定我们所处四维连续体上所含的准确几何。[9]
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块状宇宙观的另一名称是“永恒主义”（eternalism）。围绕它的来龙去脉，当代哲学家已经写下了大量著作。其中一个被广泛讨论的问题是：块状宇宙观是否与我们日常所说的时间相容？哲学家和普通人都会使用诸如“现在”、“过去”和“未来”之类的词汇。如果确实需要将世界的全部历史作为一个整体，那么这些词汇还有没有意义？如果“现在”不比其他任何时刻更真实，那当我们说“我现在正在穿越英吉利海底隧道的火车上”时，到底又是何意？
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一种名为“相容论”（compatibilism）的观点认为，日常语言中使用“现在”“明天”之类的词汇完全没有问题，前提是我们需要将它们视作某种视角。这些视角使得我们直接获取永恒真实世界的某些事实，同时使得其他事实难以获取。当我们谈论“这里”“那里”的时候，我们相信远处的事物同近处的事物同样真实。类似地，一些哲学家认为“现在”和“未来”较之“这里”和“那里”，并没有多少不同：这些词汇都用于指代某种影响你观察的视角，却并不真正影响事物的真实性。当我使用“现在”时，我并不是在暗示“现在”有多么特别，我只是用这个词描述我的视角，我与我的听众将共享这个名为“现在”的视角。这样的隐性参照总在发生，而这正是我想用“现在”表达的意思。
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相容论非常棒，但它有个大前提，即块状宇宙是自然的正确描述。有些哲学家对此表示了怀疑。约翰·卢卡斯（John R.Lucas）写道：“块状宇宙论的时间观极为肤浅。它无法描述时间的流逝、现在的卓尔不群、时间的方向性，以及未来与过去之间的区别。”[10]
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这正是本书致力于解决的争论。我不会按照哲学家喜欢的思路解决这一问题，这些思路往往纠缠于语言学分析。相反，我将考虑正反两方所依据的种种物理假设。其中一条是，狭义相对论是否适用于宇宙的全部历史。答案是否定的，因为狭义相对论并没有包含所有的物理现象，特别值得注意的是，它不包含引力。将引力包含到相对论之中是个极难的问题，解决这一问题有赖于发明一个更深层次的理论，这便是广义相对论。为了它，爱因斯坦足足耗费了10年的心血。
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然而，爱因斯坦的广义相对论包含了狭义相对论那些充满哲学意味的特征。同时的相对性依然正确，更确切地说，得到了扩展。这样看来，之前我给出的种种哲学论证，在广义相对论中依然成立，我们会得出同样的结论：作为一个整体宇宙的全部历史，是这个世界唯一的真实。
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同样，在广义相对论中，所有独立于观测者的信息都被因果结构和原时囊括。如果我们确实在广义相对论的框架下展示整个宇宙的全部历史，那么最终，我们依然会得到块状宇宙图景。
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广义相对论不但继承了狭义相对论中论证时间非真时所需的种种特征，还为这一论证增添了新的论据。首先，我们有多种方法将时空划分为时间和空间（见图6-3）。你可以通过散布于宇宙之中的时钟网络定义时间，但网络中的时钟各自为政——它们在不同的地方以不同的速率走动。每个钟都可能走快，抑或走慢，我们将这一特点称作广义相对论时间的多指性（many-fingered）。其次，时空中空间的几何变得十分驳杂，不再简单、规整，比如从平面或球面变为各种曲面；同时，其几何形态变得更为动态。被称作“引力波”的波纹，可以穿过几何化的时空；黑洞可以形成、运动，相互绕行成为双星系统。世界的位形空间不再由粒子在空间中的位置决定，还由空间自身的几何决定。
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