時間與空間的關系

在愛因斯坦之前，沒有人想過時間和空間之間居然可以互相轉換。時間和空間的轉換，我們在下一章中會介紹。

在多數人看來，空間更加實在，當然，在今天的人們看來，空間具有前所未有的實在性——在城市中，購買一平方米的房子可以耗費普通人一年的工資。

時間有點虛幻，只存在于我們的記憶中，我們記得昨天做了什么事，十歲的時候干了什么惡作劇，但這些僅僅成了寶貴的記憶，我們不能再次實實在在地體驗了。而且，當下也會一晃而過。

甚至愛因斯坦本人都說，時間是我們根深蒂固的幻覺。當然，愛因斯坦指的不是我們的記憶，而是想說時間可能在物理上真的不那么實在。要體會到時間在物理學中的非實在性，需要更多的思考，比如說決定論，比如說廣義相對論中時間的隨意性，但我們暫時將這些更深層次上的概念放一放。

據我所知，過去理論物理學的發展，使得事情倒過來了，空間在某種意義上是虛幻的，時間反而很難用別的東西取代。

例如，所謂的全息原理告訴我們，三維空間至少有一維是虛幻的，真正的物理學建立在二維的全息屏上，而第三維就像3D電影一樣，是衍生物，而我們人類是三維的這個事實，使得我們很難在直覺上體會到真正的二維空間。

很多人問我全息技術的工作原理，現在還真的很難用非專業的語言解釋清楚，實際情況是，連物理學家們都不十分清楚全息原理是怎么工作的。目前，我們只能用3D電影來進行比喻。

超弦理論走得更遠，它認為所有的空間維度都可以從沒有空間的物理學中衍生出來。其實，這也不神秘，如果一個系統足夠復雜，即使開始的時候沒有空間概念，為了給系統中的物體對象排序，我們也會發明序號，這些序號，就是空間中的坐標[4]。

物理學家經過幾十年的研究，終于發現空間可以被看成衍生物，到現在為止，還沒有人成功地將時間變成衍生物。所以，時間也許并不那么虛幻，它不是我們根深蒂固的幻覺，而是這個宇宙得以成立的首要條件。一個普通人可以想象一只停止走動的鐘表，但一位物理學家很難想象一個沒有時間的物理理論，時間是一切物理學理論的基礎。為什么？我們不知道答案。

注釋：

[1]由于宇宙的空間在膨脹，因此可觀測宇宙的半徑大于宇宙年齡乘以光速。

[2]上文說三維空間可以彎曲，是說物質和能量可以令其附近的局部三維空間（以及時間）發生彎曲。但在宇宙的尺度上測量時，人們發現三維空間整體上是平坦的。

[3]NASA于2013年9月宣布，“旅行者1號”已進入星際空間。——編者注

[4]例如，我們在計算機程序中模擬一個三維空間，其實就是給其中的物體賦予一組三維坐標。物體的坐標變化，就意味著它在三維空間中運動。所以，空間維度是可以通過這種純數學方法衍生出來的。