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时光无界：与布莱恩·考克斯的深刻对谈
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著名物理学家兼电视主持人布莱恩·考克斯教授（BRIAN COX）带领我们踏上一段激动人心的旅程，了解时间与空间的本质所在。了解更多。
布莱恩·考克斯（Brian Cox）是一位粒子物理学家，并于英国曼彻斯特大学（University of Manchester）担任教授，他潜心研究的课题包括时间及其起源，并叩问亘古宇宙之哲学难题。此外，他追根究底地阐述了我们无法获知腕表测量对象的原因，以及解释了为何对于表盘指针的仔细观察，能够拨开萦绕着空间与时间的重重疑云。
敬请收听最新一期播客节目，与布莱恩·考克斯共同探索时间与永恒之美。
宇宙之美
机械腕表为何令您着迷？
机械装置记录时间流逝的方式与手机大相径庭。
我们可以看到腕表设有秒针，但秒针代表着什么呢？假如我们就此询问爱因斯坦，他会说秒针测量的是我们在时空中走过的距离。又或者咨询热力学专家，他们将认为这与熵有关，而我们的腕表归根结底是测量宇宙的终极命运，即大解体。
秒针如同一把钥匙，能够开启通往深刻议题与无穷奥秘的大门。钟表因此在我眼中蒙上奇妙色彩。因为就本质而言，我们对于其实际所作所为一无所知。当我们看向腕表时，总会有无尽的神秘感扑面而来，这种神秘感与空间、时间以及宇宙结构息息相关。
您希望沙夫豪森IWC万国表接下来推出哪项复杂功能？
假设腕表是一项测量设备，那么它是否可以测量自己的年龄呢？试想我们启动一枚计时码表，却永不按下暂停键。即使所有腕表精准运行，其测量出的年龄却依然各不相同。在一些细枝末节之处，每块腕表的如实记录理所当然得有所差异。它们于出厂之日别无二致，却将于日后获得迥然相异的年龄。因为它们在其主人腕间沿袭截然不同的时空轨迹，在各个事件之间选择截然不同的前进路径。而宇宙的美妙之处便在于此。
— 布莱恩·考克斯佩戴IWC葡萄牙系列万年历腕表，搭配地平线蓝表盘（型号：IW503703）
如果将一块腕表扔进黑洞，它便会停止走时，永远定格于方寸之间。在黑洞周围的‘事件视界’（event horizon）之上，时间停滞不前。然而，只有从外向内观望时才会如此。如果掉入黑洞时佩戴着腕表，时间便会继续以每秒一秒的速度流逝。
— 布莱恩·考克斯接受沙夫豪森IWC万国表采访
“没有昨天的那一天”
何为时间？
有些问题看似简单，却着实难以回答。简而言之，这是一个无解的问题。17世纪时，艾萨克·牛顿（Isaac Newton）爵士假定天空中有一座大钟，每个人的时间都以相同的速度流逝。1905年，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）发表了狭义相对论，向我们表明事实并非如此。无论我们是相对于他人处于加速状态，还是在事件之间采取了不同路线，时间的流逝速度皆因地和因人而异。
时间会停止吗？
如果将一块腕表扔进黑洞，它便会停止走时，永远定格于方寸之间。在黑洞周围的“事件视界”（event horizon）之上，时间停滞不前。然而，只有从外向内观望时才会如此。如果掉入黑洞时佩戴着腕表，时间便会继续以每秒一秒的速度流逝。我们将立刻意识到时间的复杂程度超出我们的预想。这是现代物理学的一个研究领域。爱因斯坦曾言道：“腕表的作用在于衡量时间。”
时间从何时开始？
物理学上有一个重要概念叫做“热力学时间箭头”。这一概念表明，过去之所以有别于现在，可以归结于一次异乎寻常的历史事件，即标志着宇宙起源的宇宙大爆炸。据此，138亿年前的宇宙大爆炸被视为时间的开端。
然而，我们无法确定时间便当真始于此刻。我们甚至不知道宇宙是否存在开端。正如著名天体物理学家兼神父乔治·勒梅特（Georges Lemaître）所说，这意味着宇宙创生于“没有昨天的那一天”。
让我们从大处着眼：何为永恒？
目前的宇宙基线模型表明，宇宙不仅正在膨胀，更是在不断加速膨胀。如果宇宙继续膨胀，那么届时万事万物之间将相距甚远，并且所有事物的温度将趋于一致。就理论而言，当宇宙从高度有序转变为混乱无序的状态时，熵值会增加。然而，我们所明确的是，时钟是一种热力学装置。制造时钟需要温差。在遥远的未来，我们的宇宙中将不再存在温差。我想，那时，时间也就不复存在了。
如果我们佩戴着腕表，便可以看到它以每秒一秒的速度运行。这是我们参照系中的时间。也许有些人会远走他乡，另谋出路。当我们再次相遇并比对腕表时，会发现我们年岁增长的速度已经各不相同。
交响乐计时
一分钟是否总是一分钟，一秒钟是否总是一秒钟？
演奏马勒创作的《第九交响曲》需要一定的时间，可以使用相对于管弦乐队静止不动的腕表测量得出。如果佩戴着这枚腕表离开音乐厅，四处走走，然后折返，则其在演出开始和结束之间测得的时间会稍短一些。
这并不意味着腕表走时不准。恰恰相反。驻守和离开的腕表均据实、准确地记录了演出时长，只是时间在其身上留下了不同痕迹。在相对论和现实中，时间是独属于个人的。这些个体差异显然微不足道。然而如果腕表的运行速度接近光速，则将出现天壤之别。
我们加速与时间流逝的速度成反比。
在日内瓦欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）中，我们使质子以99999999%的光速，即每秒11000圈的速度，绕周长为27公里的环形粒子加速器飞行。然而，对于质子而言，时间流逝的速度要慢7000倍。我们的一秒钟相当于质子的千分之七秒。
不过从粒子的角度来看，腕表仍然以每秒一秒的速度运行。看似自相矛盾，其实不然。因为切换至粒子的视角，环形加速器的周长从27公里缩短至4米。最终结果并无二致。时空互换，两者混为一谈。这是相对论的另一种思维方式。
那么，我在腕表上读到的时间仅仅对我自己有效吗？
爱因斯坦在其理论中引入了“本征时间”（proper time）这一概念。如果我们佩戴着腕表，便可以看到它以每秒一秒的速度运行。这是我们参照系中的时间。也许有些人会远走他乡，另谋出路。当我们再次相遇并比对腕表时，会发现我们年岁增长的速度已经各不相同。然而在对方的参照系中，其所看到的腕表始终以每秒一秒的速度运行。
— IWC葡萄牙系列永恒历腕表，月相精准度达4500万年（型号：IW505701）
— IWC万国表52640型自制机芯配备以400年为周期转动一圈的齿轮
“世界线”（WORLD LINE）背后的含义
为什么时间流逝的速度因人而异？
爱因斯坦提出的相对论就事论事。打个响指、点燃蜡烛、我们坐在此处互相交谈，这些都是不同的事件。我们彼此寒暄，于明年再次相见之时，让我们来看看谁的年纪增长最多。对此我的答复是：这取决于我们每个人采取的时空路径。
我们在不同事件之间采取的路径为我们确定了路径长度。而这一长度正是我们腕表所测量的时间。就此而言，腕表不是计时工具，而是测距装置。这类似于询问沙夫豪森到伦敦的距离有多远。答案是取决于出行方式。
您能举例说明什么是时空吗？
多年以来，我对时空的理解是一幅地图，并照此传授给学生。请将时空视为所有事件，即宇宙空间和时间中发生的所有事情的集合。现在想象一下在地图上标记地点。沿着地图上的路线，从一起事件通往另一起事件。这便是所谓的“世界线”。当我们在地图上漫步时，我们的腕表会测量出世界线的长度。
如果可以将时间理解为一段距离，那么我们一生要走多远呢？
根据爱因斯坦的理论，我们在时空中走过的距离即是我们的年龄。这一答案简单明了。如果一个人活了77年6天3秒，那么这就是他走过的距离，这是多么美好的一件事情。因此确切地说，我们的年龄就是我们在时空中走过的距离。
如果我们从字面意义上去理解爱因斯坦的理论，那么所有时空都已经标注在地图上了。不仅是过去，还有未来。
时空感
世界线是从一开始便规划好的吗？还是随着我们的步伐而逐步形成？
如果我们从字面意义上去理解爱因斯坦的理论，那么所有时空都已经标注在地图上了。不仅是过去，还有未来。这便是“块状宇宙”（block universe）理论，将时空理解为永恒不变的四维块状空间，而非随着时间流逝而不断变化的三维空间。不过，一些物理学家认为，未来是以某种方式建立起来的。此处涉及的是量子引力理论。引力的本质是时空弯曲，与空间和时间密切相关。然而，如今似乎人人都认为，或许应该存在一些更深层次的理论。
那是什么样的理论呢？
我们开始怀疑，空间和时间是从其他不具有空间和时间的物质中产生的。人类意识便是一个恰当类比。我们可以将人类想象成遵守自然法则的原子集合体，由此产生了一些与众不同的新事物。
我们可以通过观察腕表来发现它的魅力，而“魅力”又是什么呢？无论如何，“魅力”都源于不具有“魅力”的事物。同样，我们开始相信存在更深层次的物理图景，可能是弦理论或物体相互作用的某种量子理论。不知何故，时空感随之而来。
谢谢布莱恩，引领我们探索物理学家的思想境界！
— 布莱恩·考克斯和沙夫豪森IWC万国表首席执行官克里斯托弗·格莱恩格-海尔（Chris Grainger-Herr）在播客录制期间
如需深入了解与时间和宇宙相关的更多内容，敬请收听最新一期播客节目
