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图15-8 三角刨分过的表面的演化规则
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解决了反问题的模型被称作“因果动态三角刨分”，由杨·安别恩和蕾娜特·罗尔创立。这些模型中演生出来的空间拥有部分的真实性，它们具有三维空间和一维时间，图15-9展示了其中的一些例子。因果动态三角刨分中的量子宇宙，在大尺度上，像是爱因斯坦广义相对论的解。它们甚至还能依照爱因斯坦方程，让空间的体积随着时间增大。
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当然，还有些问题悬而未决。比如，演生出来的时空是否在细节上也像是广义相对论的解？它是否能够重现黑洞、引力波之类的现象？另一个挑战是，如何理解模型所需的全局时间概念。一个老问题是，全局时间是否违背了广义相对论中时间的多指性（见第6章）？这个问题的新版本是，广义相对论或经过修正的广义相对论，可否由形状动力学重现？我们在第14章中讨论过形状动力学，这个理论和广义相对论等价，却包含全局时间。
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第二个经验是，如果空间是演生的，那么更深层次的理论就不可能具备同时的相对性。因为在这个理论中，万事万物都相互连接。在任意两个节点间传送信号，你可能只需区区几步，所以，同步所有时钟就不成问题。于是，在这个更深的层次上，时间必须是全局的。
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图15-9 因果动态三角刨分演生出来的典型时空几何[22]
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量子关系图阐明了这个经验。在量子关系图中，图拥有数目庞大的节点，任意两个节点间要么相连，要么不相连。任何连接所有节点的图都是量子几何结构中的一员。动力学定律可将连接打开或关闭。人们研究了许多种不同模型，在不同模型中，开闭连接的规则不同。这类模型似乎包含两个相态，和水的气液二相很类似。在高温相中，所有连接都开着，每个节点都和其他节点连接，相隔区区几步。由于信息可以快速且轻易地在任意两个节点间跳跃传播，定域性此时并不存在。在高温相中，不存在类似空间的东西。但如果你降低温度，模型会经历一次相变，进入几乎所有连接都关闭了的冷冻相中。这时的网络和低维空间很像，每个节点都只有很少几个邻居。从一个节点到另一个节点，要经历很多次跳跃。
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你可以在量子关系图中加入物质。粒子存在于节点之上。仅当两个节点间的边线处于打开状态时，粒子才可以从一个节点跳到另一个节点。我们还能在这个模型中加入一种动力学，使它体现出作用的双向性，这一广义相对论的精髓——几何告诉物质如何运动，物质告诉几何如何演变。这些模型展示出一些演生空间的特征，同时还会有类似量子黑洞的引力现象。粒子经过这些量子黑洞时，会被捕获很长时间。然而，这些黑洞不是永久的，它会缓慢蒸发，其方式让我们回想起史蒂芬·霍金的黑洞蒸发过程。
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在我们判断这类模型是否真实之前，虽然还有许多工作有待完成，但这些玩具模型已经给了我们大量启发。它们显示出，万事万物若要相互连接，全局时间就必须存在。狭义相对论中的同时的相对性是定域性的一个推论。我们无法判断相互间隔的两个时间是否同时发生，因为光速为信号的传播设了上限。在狭义相对论中，仅当两个事件在同一地方发生时，我们才能判定它们是否同时。而在量子宇宙中，每个粒子和其他粒子之间可能都只有一步之遥。从根本上说，一切事物都在“同一位置”，在这样的模型中，同步所有时钟完全不成问题，因此，一个统一的时间可以存在。
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空间可以从这样的模型中演生出来，定域性也能从中演生出来，同样，信号传播的速度上限也能从中演生出来。（一些量子关系图模型已经展示了这一演生过程的细节。[23]）如果你只关注演生时空中的现象，不细究时空的原子结构，那么狭义相对论就是近似正确的。这再次强调了本章的模型和理论告诉我们的主要教训：空间可以是个假象，但时间一定是真实的。
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我们对量子引力的理解还在不断深化。本章讨论的所有理论都具有重要意义。每种理论都告诉了我们一些潜在量子引力现象的要点，这些现象或许能被我们从自然界中发现。每种理论还告诉我们各自的假设的后果、所面临的挑战、可能的应对策略。其中一些较为成功的理论，要么回到牛顿范式，告诉我们如何在盒子中研究量子时空；要么直面宇宙学挑战，直指时间的真实性。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来
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让我们回到那个最为重要、也最为难解的宇宙之谜：为何宇宙适宜生命生存？我们将会发现，回答这一问题的重点在于时间的真实性。如果时间确实是真实的，那么宇宙的某些特征只有在承认时间基本性的前提下才能得到解释。而当我们假设时间是演生的，这些特征就会变得匪夷所思，好似机缘巧合。这样的特征确实存在。观测发现，我们的宇宙有着由简入繁的演化历史。这意味着时间具有很强的方向性——换个说法，我们的宇宙存在时间箭头。如果时间是演生出来的、非本质的，时间的方向性就不大可能存在。
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时间重生：从物理学危机到宇宙的未来 [:1700877008]
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翻越不可能的山
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环顾四周，不论你借助肉眼，还是借助最先进的望远镜，我们都会看到一个高度结构化的复杂宇宙。复杂性是不大可能存在的，它的出现总是需要某种解释。没有任何简单组织可以一跃成为复杂组织。高度复杂性的出现需要一系列微小步骤的铺垫。这些步骤依照一个序列依次出现，这也意味着存在一个严格依赖于时间的事件序列。
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一切对复杂性的科学解释总会要求历史的出现。随着历史的发展，复杂性不断积累，如棘轮般缓慢运转。这便是理查德·道金斯（Richard Dawkins）5口中的“翻越不可能的山”。[1]于是乎，宇宙肯定要有一段历史，这段历史随时间展开。要想解释宇宙如何成为今日之宇宙，因果秩序必须存在。
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19世纪的一些物理学家和一些当代的二流宇宙学家接受了无时宇宙图景。在他们看来，我们所看到的复杂性是偶然的、昙花一现的；宇宙的归宿是某个平衡态，这个平衡态被称为“宇宙的热寂”（heat death of the universe）。在热寂时，物质和能量均匀地分布于整个宇宙，什么都不会发生，除了随机涨落以外。[2]大部分时间内，随机涨落在产生后会迅速消散，不形成任何结构。但我会在本章和下一章中解释，第10章中给出的新宇宙学原则可以帮助我们理解，为什么复杂性不断增加的宇宙自然而然而又不可避免。
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因此，在我们面前有两条道路，通向两幅截然不同的宇宙未来图景。在一幅图景中，宇宙没有未来，因为时间并不存在。时间顶多是我们对变化的度量，它是一种假象，变化停止之日，便是假象终结之时。在另一幅图景中，宇宙受时间所制。宇宙不断孕育出新的现象和组织状态，它永远可以自我更新，不断进化出具有更高复杂性和结构性的状态。
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观测记录明确地告诉我们，随着时间的推移，宇宙的趣味性不断增加。早期宇宙充满了处在平衡态的等离子体；从这种最为简单的初始状态开始，宇宙演化出了非常庞大的复杂结构。上至星系团，下至生物分子，这一演化发生在许多不同的尺度上。[3]
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这些结构性和复杂性的不断增加令人困惑，因为它排除了一个最为简单的解释：我们所见的结构只是某种巧合。如果这些结构仅仅是巧合，它的复杂性就不会在过去10亿年间不断增长。我马上会在下文中解释，如果我们看到的复杂性不过是一些巧合，那它肯定会随着时间流逝不断降低，而不会升高。
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