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揭開時間之謎——與布萊恩·考克斯對話
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著名物理學家和電視節目主持人布萊恩·考克斯， 帶我們歷經探索時間和空間本質的精彩旅程。深入了解。
粒子物理學家暨曼徹斯特大學教授布萊恩·考克斯（Brian Cox）思考時間、時間的起源，以及與永恆宇宙相關的哲學挑戰。他亦解釋稱，從根本上說，我們不知道腕錶測量的是甚麼——以及觀察錶盤上的秒針為何能夠揭開時間和空間最深奧的謎團。
收聽最新一集podcast，與布萊恩·考克斯一同探索時間和永恆。
宇宙之美
是甚麼令您對機械腕錶情有獨鍾？
使用機械裝置與使用手機來測量時間的流逝，有很大的不同。你可以看到腕錶的秒針，但秒針代表甚麼？如果你去問愛因斯坦，他會說它測量你在時空中走過的距離。如果你去問熱力學專家，他們會說這與熵有關，說到底，腕錶測量的是宇宙的解體。
它就像一扇通往深奧問題和深層奧秘的大門。在我看來，這令鐘錶成為奇妙的東西。因為，在最根本的層面上，我們並不知道鐘錶在做甚麼。當你看著腕錶，總感到一種深深的神秘感——這種神秘感與空間、時間，乃至宇宙本身的結構交織在一起。
您希望沙夫豪森IWC萬國錶推出的下一項複雜功能是甚麼？
如果我們假設腕錶是一種測量裝置，那麼要是它能夠測量自己的年歲，將會如何？想像一枚計時腕錶，啟動一次之後，再也不會停止。即使它的運行完全精確，這些腕錶都會測量出一個獨一無二的年歲。然而，在某個微小層面上，每枚腕錶理所當然都會紀錄到不同的東西。它們出廠時完全同步，回來的時候卻有不同的年歲，因為它們在主人的手腕上走過不同的時空軌跡，在事件之間走過不同的路線。因為我們的宇宙就是如此美麗。
— 佩戴具有Horizon藍色錶盤的IWC葡萄牙系列萬年曆腕錶（型號：IW503703）的布萊恩·考克斯
如果你將一枚腕錶扔進黑洞，它就會停止活動，永遠定格。在黑洞所謂的『事件視界』上，時間會停止，但只有從外面觀看時會如此。如果你和腕錶一同掉進黑洞，它會繼續以每秒一秒的速度滴答作響。
— 接受沙夫豪森IWC萬國錶訪問的布萊恩·考克斯
「沒有昨天的一天」
何謂時間？
和許多簡單的問題一樣，答案並不簡單。簡而言之，我們不知道。17世紀，艾薩克·牛頓爵士假設天上有一個大鐘一樣的東西，每個人的時間都以相同的速度流逝。1905年，愛因斯坦運用他的相對論告訴我們，事實並非如此。對於不同地方的不同的人，時間以不同的速度流逝——無論你是相對於別人加速，還是你在發生的事件之間選擇了不同的路線。
時間會停止嗎？
如果你將一枚腕錶扔進黑洞，它就會停止活動，永遠定格。在黑洞所謂的『事件視界』上，時間會停止，但只有從外面觀看時會如此。如果你和腕錶一同掉進黑洞，它會繼續以每秒一秒的速度滴答作響。你立刻就會發現時間是更為複雜的事。它是現代物理學研究領域。愛因斯坦說過一句名言：時間是腕錶測量的東西。
時間從何時開始？
物理學中，有一種觀念稱為熱力學時間箭頭。它指出，過去與未來之所以有分別，是因為過去發生了一件奇怪的事——宇宙大爆炸，也就是我們的宇宙的起源。根據這個說法，138億年前的大爆炸標誌著時間的開始。但我們不確定那就是時間開始的一刻。我們不知道宇宙是否有開端。正如著名天體物理學家和牧師喬治·勒梅特（Georges Lemaître）所言，這意味著曾經有「沒有昨天的一天」。
讓我們著眼於大處：何謂永恆？
在我們目前的宇宙基礎模型中，我們知道宇宙不僅在膨脹，更是在加速膨脹。如果宇宙繼續這樣下去，我們會達到一個點——萬物之間的距離非常遙遠，而萬物的溫度相同。技術上，我們可以說，當宇宙從高度有序的狀態變為較為混亂的狀態時，熵總是在增加。然而，我們對時鐘的一項了解是，它是一種熱力學裝置。製作時鐘需要溫差。在遙遠的未來，我們的宇宙將不再有溫差的存在。我想，那時候，時間也就不復存在了。
如果你戴著腕錶，你會看到它總以每秒一秒的速度滴答作響。那就是你的參照框架中的時間。別人可能會去不同的地方，做不同的事。當你再次遇見他，比較腕錶時，會發現你們以不同的速度變老。
交響樂的時間
一分鐘是否總是一分鐘，一秒鐘是否總是一秒鐘？
舉例來說，演奏馬勒第9號交響曲，需要一定的時間。這是使用相對於管弦樂團靜止不動的腕錶所測量的時間。如果你帶著這枚腕錶走出演奏廳，四處走走再回來，那麼腕錶在交響曲開始和結束之間測量的時間會稍短一些。
這不代表腕錶不準確，恰恰相反。腕錶忠實且準確地測量演奏開始和結束之間的時間。確切來說，時間本身在兩枚腕錶上的流逝互不相同。在相對論中，以至在現實中，你的時間是屬於你本人的。當然，差異微乎其微，除非腕錶移動的速度接近光速，那麼差異就會變得相當巨大。
我們越是加速，時間流逝就越慢。
在日內瓦歐洲核子研究組織（CERN）的大型強子對撞機（LHC）內，我們讓質子以99.999999%的光速圍繞粒子加速器飛行。質子以這樣的速度每秒圍繞27公里長的環飛行11,000次。然而，對於質子來說，時間流逝的速度慢了7,000倍。我們的1秒，相當於質子的7,000分之1秒。
但是，從粒子的角度看，它們的腕錶仍以每秒一秒的速度滴答作響。你可能會說這自相矛盾，其實不然，因為反過來說，從粒子的角度看，加速器環的周長從27公里縮短至4米，結果是一樣的。空間與時間被交換了；它們被混合了。這只是另一種思考相對論的方式。
那麼，我從腕錶讀取的時間，只對我自己有用嗎？
在愛因斯坦的理論中，有所謂的正常時間。如果你戴著腕錶，你會看到它總以每秒一秒的速度滴答作響。那就是你的參照框架中的時間。別人可能會去不同的地方，做不同的事。當你再次遇見他，比較腕錶時，會發現你們以不同的速度變老。但對於那個人來說，在他的參照框架中，時間總以每秒一秒的速度行進。
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「世界線」背後的意義
不同人的時間流逝速度為何不同？
愛因斯坦的相對論以事件為對象。打響指是一個事件；點蠟燭是一個事件。我們坐在這裡，彼此交談。這是一個事件。我們可以說，明年，我們會再見，到時候看看誰變得更老。這個問題是有答案的：這取決於我們每個人在時空中走過的路線。
我們在不同事件之間所走的路線，給予我們既定的路線長度。這個長度便是腕錶上測量的時間。從這個意義說來，腕錶不是計時工具，而是測距裝置。這就好比問：「沙夫豪森與倫敦之間的距離是多少？」這取決於你如何前往。
您能舉例說明何謂時空嗎？
多年來，我對時空的理解、教給學生的概念是，時空是一幅地圖。將時空設想為所有事件的集合——在我們的宇宙中的空間和時間中發生的所有事情。現在，想像一起在地圖上畫點。從一個事件到另一個事件之間，有一條線，是你在地圖上走過的路線。這就是你的世界線。我們在地圖上漫步時，我們的腕錶會測量世界線的長度。
如果可以將時間理解成距離，我們一生會走多遠？
根據愛因斯坦的理論，我們在時空中走過的距離就是我們的年齡。這是簡單明瞭的答案。如果你活了77年6天3秒，這就是你走過的距離，是很優美的。確切地說，你的年齡就是你在時空中走過的距離。
如果你完全接受愛因斯坦的理論，那麼所有的時空都已在地圖上了。不只是過去，還有未來。
時空感知
世界線是一開始就規劃好的嗎？抑或是在我們行進的過程中形成？
如果你完全接受愛因斯坦的理論，那麼所有的時空都已在地圖上了。不只是過去，還有未來。有一種「塊狀宇宙」的觀念，將時空理解成不變的四維塊狀物，而非隨著時間流逝不斷變化的三維空間。但有些物理學家認為，未來是以某種方式建立起來的。我們正在探討的事情稱為量子重力理論。重力是時空的曲率，與空間和時間息息相關。然而，如今似乎人人都同意，大概有更深層次的理論存在。
那可以是怎樣的理論？
我們開始懷疑，空間和時間是從其他沒有時間和空間的東西產生的。人類的意識就是一個類比。你可以將人類想像成遵循自然法則的原子集合體，新的、不一樣的東西從中產生。
我們觀察腕錶時會發現它的美——箇中道理為何？無論如何，它都是從沒有「美」的事物中產生的。同樣，我們開始相信有更深的層次，可能是弦理論，或是某種關於物體相互作用的量子理論。不知何故，對於時空的感知由此而生。
謝謝您，布萊恩，為我們帶來這場解構物理學家思維的啟發之旅！
— 布萊恩·考克斯與IWC萬國錶首席執行官克里斯多夫‧格萊恩格-海爾正在錄製podcast
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