象的麦克斯韦方程组;从描述量子现象如何演化的薛定谔方程,到描述亚原子粒子动力学的量子场论方程:整个物理学乃至科学,都在讲述事物是如何“按照时间的秩序”演化的。
用字母t表示方程中的“时间”是一直以来的惯例(在意大利语、法语、西班牙语中,表示时间的单词都以t开头,但在德语、阿拉伯语、俄罗斯语、汉语中不是)。这个t是什么含义呢?它表示钟表的计数。方程告诉我们,随着钟表所测量的时间的流逝,事物如何改变。
但如果不同的时钟记录着不同的时间,正如我们在前文中所见,那么t表示什么呢?如果两个朋友一个住在山里,一个住在海平面附近,当他们再见面时,他们腕上的手表会显示不同的时间。那么这两个哪个是t?在物理实验室中,桌上的表和地上的表以不同的速度运转,我们要以哪只表为准?我们如何描述它们之间的差别?我们应该说,相对于桌上的表所记录的真实时间,地上的表走得慢了?还是说,桌上的表走得比地上的表记录的真实时间要快呢?
这个问题是没有意义的。也许我们可以问什么是最真实的——是在美元中英镑的价值,还是在英镑中美元的价值。并没有“更真实”的价值:它们只是两种货币,有着相对于彼此的价值。也不存在更真实的时间。存在的是两个时间,相对于彼此在变化。没有哪一个比另一个更真实。
但并不是只有两个时间,时间有很多:空间中的每个点都有不同的时间。并不是只有单一的时间,而是有非常非常多。
在物理学中,一个特定时钟测量的特定现象中的时间称为“固有时”(propertime)。每个钟都有其固有时。每个出现的现象都有其固有时,有它自己的节奏。
爱因斯坦提出了描述固有时相对于彼此如何演化的方程。他为我们演示了如何计算两个时间之间的差别。3
单一量“时间”消融于时间之网中。我们并不描述世界在时间中演化的方式:我们描述的是事物在当地时间(localtime)中演化的方式,以及当地时间相对于彼此如何演化。世界并不像一个指挥官指挥着一个排的士兵同时前进,它是一个由彼此影响的事件组成的网络。
这就是爱因斯坦的广义相对论所描绘的时间的样子。他的方程中不存在单一的“时间”,而是有无数的时间。两个事件之间经历的时间并不是单一一个时间,就如同两个先分开再放到一起的时钟。4物理学并不描述事物“在时间中”如何演化,而是描述事物在它们自己的时间中如