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如何回忆未来? | 格外有用

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专栏:格外有用(beyond weird)


这是理想国的一个新栏目。我们不断遇到一些知识、信息,它们很有用,方便你养生致富,吹谈自如。我们很迫切想和你分享。它们又有些超出常格,听起来有点怪(举一个例子:躺平健身的可行性),但绝对不是瞎掰,背后一定有科学依据,包你惊喜,包你满意。



如何回忆未来?


文:Lobby


这不是一个词语错配引发的文字游戏,我们在这里说的“回忆”是指确定人、事、物在特定时刻的具体状态的能力。我们可以大致不差地回忆起昨晚睡觉前看的是什么书、刚刚过去的周末见了哪些朋友、上周完成了哪些工作以至更遥远的事情。


如果你记不得,你的朋友,或者你手机里的某些默默记录你操作数据的应用能够帮你回忆起来。如果某个生物,比如小说《你一生的故事》/电影《降临》里的外星人七肢桶,能够准确地传达未来某时某地将会发生的(不受自己意志左右的)情况,我们不妨说这个生物能够“回忆未来”(或者你要说“记得未来”也没什么问题)。


就目前我们所知,没有生物(包括人类)能够“回忆未来”。但为什么会这样,为什么我们能回忆过去却无法回忆未来?在未来我们有没有可能回忆(更遥远的)未来?


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图注:影片《降临》里的“七肢桶“,ta们能够回忆未来,从而借助未来与人类的互动洞悉人类当前的意图。


回忆未来初看起来简直是不值一提的笑话,有人会觉得,光从“未来”这个时态词里我们就能获得答案,“未来”就是“还未到来”的事,它们和我们隔着一个无法跨越的距离(在此先不讨论时间旅行的可行性),是看不明朗的、不清楚的。如果能看清楚未来,2010年的时候我会买1万枚比特币[ 据说2010年有人用这么多比特币买了一块售价25美元的披萨。],但问题是没人能看清还未到来的事,靠投机活动发家致富的人一定很感激未来的这种特质。


以上这个对未来的理解引入了一个我们日常生活里习惯了的隐喻,即时间是一个流淌的东西,它从远处流向我们,然后从我们身上经过,再流向我们身后遥远的尽头;或者反过来,像电影《死亡幻觉》设定的时空观一样,现在的我就像坐地铁一样,穿行在一个由过去通向未来的、线路明确的轨道上。类似这样的隐喻偷渡了一个更加深刻的假设,即未来的状态是确定好了的,是命中注定的,只是未来还没有来到我们跟前,一些神学家会很欣喜大众接受这样的观点,但在这里我们先放过它。


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图注:影片《死亡幻觉》中,人们会跟随画面中的水柱(水柱由人类胸口射出,引导他们去到未来)在空间里移动,但是只有处于特殊状态的人比如男主角才能够看到这个水柱,从而知晓每个人下一步将去哪里。


“时间是一条流淌的河流”这个隐喻很诗性,但我们要谨防它可能带来的风险——简化问题,不妨举一个反例来反驳“无法回忆未来是因为隔着一段无法跨越的距离,从而看不清未来的事情”:过去的很多事情(包括那些由他人经历的事情)也离现在很远了,也隔着一段无法跨越的时间,我们却能回忆起来(至少能借助日记、历史文献、博客、聊天记录、视频、相片等工具回忆起来)。


激进的哲学家主张,只有过去和现在是真实的,“现在”是介于真实与不真实之间的界标,在它变成现在之前,未来是不真实的。采用这一既符合直觉又看不出逻辑漏洞的论断,我们就完美地丢掉了回忆未来的任务:未来不是真实的东西,我们没有靠谱的未来可以回忆。


把未来全面清退出现实领域的做法虽然避免了回忆未来的问题,但却会遭遇一些现实的问题[关于增长宇宙(Growing Universe)观点的一个简要讨论见Brian Garrett写的What Is This Thing Called Metaphysics?,Routledge,2011,pp. 96-98。],当支持这种观点的哲学家准备申报来年的研究计划、申请研究经费时,负责经费审批的管理人员可以利用哲学家提出的理论吞掉属于哲学家的经费:“你的课题明年才能完成,它属于未来,而未来是不真实的东西,学校不会为不真实的东西买单,所以你的计划可以通过,但是抱歉,没有钱。”


现代物理学家提出了一个相当迂回的解决办法,但从他们那儿我们看到了回忆未来的一点点希望。我会用尽量简单的方式陈述这个方案,请继续往下看。


在物理学家眼中,时间可以被视作是事物变化的过程,反映这个变化过程的一个物理量叫做“熵”。有所耳闻“热力学第二定律”的同学可能知道,熵衡量的是一个封闭系统中物质混乱无序的状态,封闭系统中“熵”会自发地向无限增长方向演进,任一时刻我们生活的宇宙(宇宙不与宇宙之外的“外界”发生交流,因此是一个“封闭系统”)所处的状态都有一个对应的熵值,它不会低于在这一时刻之前的状态所对应的熵值,也就是说这个世界朝着越来越无序的方向发展。


举一个常见的例子,物理学家会这样向你解释熵趋向于增长的具体表现:当你把牛奶加进咖啡里,它们会自然而然地混合成一杯叫做拿铁的饮料(暂且将杯中的空间视作一个封闭系统),但当你拿到一杯拿铁时,你无法让其中已经混杂在一起的牛奶和咖啡(可能还有些许白砂糖)自动有序地分层归位。通过特定办法你可以把它们分开(求助于封闭系统以外的东西),实现局部的有序状态,但这需要消耗相当多的能量,而要产生这些能量我们会让其他的事物变得更无序。


如何解释这种看似自然的规律呢?我们可以深入到微观层面试试,我们知道,分子的运动具有相当的随机性,所以理论上来说,我们可以看到“牛奶分子”和“咖啡分子”[ 事实上牛奶本身也是混合物而非化合物,最小的牛奶液滴也是由水、动物油脂以及各种蛋白质的分子等混合而成的,但方便起见不妨假设有这样的“牛奶分子”存在。]在随机运动中像被施了魔法般自动分为两个阵营,但出现这种状况的概率是非常低的,因为在牛奶和咖啡分子所有的排列组合状态中,我们用肉眼看到它们整齐地分为两个阵营状态对应的排列组合数量,要远远小于肉眼看它们混合成咖啡对应的排列组合数量。一种情况占有的排列组合数量越多,它在随机事件中发生的概率就越大。


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图注:牛奶和咖啡混合在一起(如左图,请忽略密度比较小的奶泡)的熵值比牛奶和咖啡分层(右图,采用了特定的冲泡工艺实现)的熵值更高。如果一杯咖啡放在那里没有人去喝它,由于种种原因咖啡连带杯子一起打翻到地上,或者咖啡中的水分子跑到空气中等等情况的熵值会更高,没有人照料的咖啡的结局还不止于此,但具体什么时候发生变化、发生什么样的情况,我们无法预知。


再举一个例子,一颗生鸡蛋掉落在地上,它可能打碎的状态千千万,但它保持完好无损的状态却非常单一,因此掉落的鸡蛋几乎总是会碎掉。


所以熵趋向于增长的规律可以解释为,宇宙总是朝着概率上最有可能的方向,即微观上粒子分布更加均匀(宏观上更加无序)的状况演进。这也导致了牛奶和咖啡自动分离、破碎的鸡蛋自动复原成为完好的鸡蛋等太像魔法的事件,不太可能在我们的生活中发生。


得益于这一规律,事情的发展大体上呈现出一个循序渐进的特点。一些物理学家如肖恩·M. 卡罗[ 肖恩·M.卡罗Sean M. Carroll,本书中物理学家的主要观点均出自他写的From Eternity to Here: The Quest for The Ultimate Theory of Time,Plume,2010(分析和实例细节有所改动)。一个更加简洁的观点总结可以参见《环球科学》杂志2015年推出的“时间专刊”中肖恩的撰文和对肖恩进行的访谈。]认为,这也在根本层面上保证了我们可以回忆过去。


可想而知,如果事物的发展具有不连续性,那么我们恐怕无法记录这些数量庞大的、相互之间缺少逻辑顺序的经验,我们也无法依赖稳定可靠的硬盘等外部数字设备:它们可能会突然还原为组成它们的材料,或者干脆消失不见。甚至连我们的记忆能力和意识所依赖的物质存在——肉体——也因为微观层面粒子变化的不连续而变得极其不稳定,导致“我们”无法形成连贯的自我同一。在这种情况下,未来连一点大概的轮廓都不会有,更别提要看清未来。


但这给了回忆未来一点点可能性吗?


很不幸,宇宙趋于均匀的特点,也意味着未来发生各类事件(不同的宏观状态)只会越来越多,未来会变得日益无序。我们可以推测鸡蛋掉到地上会碎掉,但我们不知道在大街上碎掉的一颗鸡蛋接下来会被路过的小猫小狗舔掉然后消化分解,还是被路过的环卫工清理掉。我们可以推测,它的结局极有可能是被各种细菌或者生物消化道分解转化为无形的能量,但我们不知道中间的过程。我们在拥有连续性、对未来有大致可靠的期望的同时,面对着不小的不确定性,因而无法回忆未来。


先别灰心,物理学家的想象力是很丰富的,他们设想过,如果把这个规律倒过来,如果宇宙能向着熵越来越小的方向发展,从而既保证了连续性又能够有日益清晰可见的未来,我们不就既能回忆过去,又能回忆未来了吗?


肖恩认为“时间倒流”的情况是可能的,这和熵减的前提是我们处于或者接近一个极度无序的高熵阶段,比如好像没有生物能撑到的热寂。但高熵状态也可能存在于非常遥远的过去,肖恩认为它甚至要早于我们目前所接受的宇宙的起点——大爆炸。


即便我们能够出现在大爆炸之前,肖恩推测,我们也将经历一个“时间似乎不会流淌、空间中几乎不存在物质,熵也不发生变化”的阶段。[ 《环球科学》时间专刊,第70页。]我们或者那些在“时间倒流”的宇宙中的生物也无法“穿过”(注意这里我们又习惯性地运用了一个时间的隐喻)茫茫的由熵减变为熵增的阶段。根据这一设想,“如何回忆未来”也就成了这个宇宙中没有人或其它生物能回答的问题。


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