今天要为你解读的书是《时间的秩序》。在我们的直觉里，时间是一个独立存在的抽象概念，它只有一个方向，稳定地从过去流向未来。可你有没有想过，这究竟是为什么？为什么时间只能向前而不能向后？我们只能记得过去，而不是未来。是我们存在于时间之内，还是时间存在于我们之中呢？
今天给你讲的这本《时间的秩序》，就会带我们去探索时间的本质，颠覆你对这个世界的固有看法。本书作者卡洛·罗伟利是意大利物理学家，量子引力理论的开创者之一。他被誉为下一个史蒂芬·霍金，是让物理变得性感的男人。今天这本《时间的秩序》是罗伟利最新的作品。他被《时代周刊》评为2018年十大非虚构好书，也是豆瓣2019年最受关注的十大好书之一。在漫威电影《奇异博士》中扮演奇异博士的本尼迪克特·康伯巴奇还为本书录制了有声版，该有声版获得了英国国家图书奖。
下面我将分三部分为你解读这本书。第一，我会带你从宏观和微观两个层面去探寻时间的真相。第二，我们会进入一个失去时间的世界，看一看世间万物在没有时间的指挥下如何运行。第三，我们会去探索，在一个不存在时间的世界里，我们为什么还能够真真切切地感受到时间。
下面，我们就开始这趟寻找时间真相的旅程。首先在第一部分，我们来重新审视一下时间，探寻时间的真相。先说宏观的角度，时间给我们最直观的感受，就是具有独立性、统一性、当下性和方向性四个特征。我们先从时间的独立性说起。它的意思是时间是独立运行的，没有什么力量能够阻挡时间。这个观点最早来自于牛顿。牛顿认为时间是绝对独立的，不会与外界事物发生任何联系。他以这种时间观为基础建立了现代物理学。
如今我们早就已经把这个观点当成了常识，但其实时间独立运行不可阻挡，并不是人类自古就有的直觉，而仅仅是牛顿个人的观点，大多数哲学家也对此持反对意见。古希腊哲学家亚里士多德就是典型代表，他是已知的第一个问出“时间是什么”的人，这可比牛顿早了将近两千年。亚里士多德认为时间是对变化的量度，也就是说，当我们提到时间，其实说的都是发生变化的事情。比如我要出差三天，这里的三天，指的就是我们离开和回来之间，太阳会在天上循环三次，就这么简单。
那如果一切都不变，时间会停止流逝吗？亚里士多德的答案是会的，如果一切都不变，那时间就不存在。因为时间仅仅是对变化的记录。如果是这样的话，为什么即便我们在漆黑的深夜闭上眼睛，躺着不动，也能在静默中感觉到时间的流逝？亚里士多德说，那是因为你的心在动，心里的想法在改变，所以你依然能感受到时间。这种认为时间必须依附变化而存在的观点跟牛顿截然相反。
反对牛顿的还有与牛顿同时期的德国数学家莱布尼茨。他也认为时间不能独立存在，在时间的背后还有个更基本的东西，那就是因果关系。比如桌子上有一杯啤酒，这里就隐藏着大量的因果关系。如果不打开啤酒瓶盖，酒就没法倒出来；如果不把酒倒出来，杯子就不会装满啤酒。因此，通过梳理因果关系，我们就可以了解事件发展的时间顺序。
在莱布尼茨的眼里，时间就像是一副多米诺骨牌，是一个个因果关系的传递。第一张牌倒下，就会作用于第二张牌；第二张牌又会作用于第三张牌。骨牌一张张倒下去，我们感受到因果关系的传递，也就感受到时间的流逝。莱布尼茨坚决维护他的这种时间观。据说，他的名字里原本有个字母t，t在牛顿物理学中代表时间。莱布尼茨坚信牛顿的绝对时间t并不存在，为了与信仰保持一致，他还把自己名字中的字母t给去掉了。
那么时间到底是不是独立的呢？爱因斯坦做出了最终的评判：时间不是独立存在的。让我们来看一下爱因斯坦是如何证明的。第一步，他确定了光速不变的原理，也就是说光速对任何观察者来说都是相同的。不管你是原地不动，还是坐上宇宙飞船，看到的光速都是一样的。超越光速是不被允许的，这就从侧面维护了莱布尼茨的观点。为什么？想象一下，如果对面有一个人，用手机给你发了一条超光速信息，结果你还没有看到对方掏出手机，就已经收到信息了，这就出问题了。因果关系被破坏，一旦允许超光速的事情发生，各种荒诞的场景就会出现。我们可以看到玻璃杯在掉到地上之前就已经碎了，看到死者在凶手开枪之前就已经死了等等。正因为这样，爱因斯坦确定了光速不变的原理，正是有了这一设定，世界上所有的因果关系都不会发生颠倒，这就从侧面维护了莱布尼茨的时间观。
第二步，爱因斯坦又提出了新的时空观。刚才说到光速不变，只有这么快，而宇宙空间又太大，光从一处传播到另一处，需要花费时间，距离越长时间差就越长。因此时间和空间是紧密联系、不可分割的。一个最直观的例子就是我们测量宇宙空间用的是光年，用一个时间概念来做距离单位，这就暗含了时间与空间不可分割。我们就把它们统一成一个整体，叫做时空。
爱因斯坦不仅合并了时间和空间，还合并了引力。比如太阳的引力，让地球做公转运动，这其实是太阳巨大的质量弯曲了周围的空间，而地球只不过是顺着弯曲的空间滑行而已。这种空间的弯曲就扮演了引力场的角色，而空间和时间又是一体两面，所以时空就是引力场，引力场就是时空。场是一种物理实体，引力场和电磁场一样，虽然独立于我们，但绝不是超然于物外。因此场跟事物的变化是相关联的，是动态的。
打个比方，在牛顿的观念中，时间好比一个舞台，宇宙中的生命和物质就像是舞台上的演员，不管演员怎么表演，时间这个舞台始终岿然不动。而在爱因斯坦的时间观里，舞台自己也开始表演起来了。他的演出还随着舞台上的演员在变化，时间的绝对独立性被破除了。
那么，这个时间的舞台具体是怎么表演的？这就要说到时间的第二个特征：统一性。我们说，时间具有统一性，指的是时间面前人是平等的，全世界的人感受到的时间是匀速的、统一的，但事实恰恰相反，时间从来都不公平。它的真面貌是忽快忽慢。影响时间快慢的要素有两个：质量和速度。
先说质量，物体会使它周围的时间变慢，质量越大的物体，时间变慢的就越明显。这是因为大质量物体的引力可以扭曲周围的时空，质量越大，扭曲得越厉害。地球就是个庞然大物，越是靠近地球的位，置时间的流逝就越慢。因此，住在平原的人要比住在山顶的人衰老得慢一些，即便海拔只相差几厘米，这种神奇的效应依然存在。也就是说，你脚部的细胞还要比头部的细胞衰老得慢一些呢。
再说速度，运动也会让时间变慢，高铁上的时间就慢于自行车上的时间。速度越快，时间越慢，这是为什么呢？我们来做一个思想实验，设想有一台光子钟，它的结构很简单，有上下两面镜子，中间有一个光子，在镜面之间垂直弹跳，通过计数它的往返次数来测量时间。在地面上，假设两面镜子相距一米，那么光子在镜子之间完成将近一点五亿个来回，才是一秒。
现在把这台光子钟放到高速行驶的宇宙飞船上，会发生什么事情呢？在飞船上的人看到光子依然是垂直上下运动，可是对于飞船外面的你来说，看到的就完全不一样。光子本身是在做上下运动，而飞船又在做向前运动，两者叠加起来，你看到的光子就是在做斜线运动。换句话说，你看到光子的运动距离变长了，由于光速是恒定的，运动距离变长，那么光子来回往返一次的时间也就变长了。所以在你的眼中，飞船上的时间变慢了一切都像是慢动作上演。飞船上的人打个喷嚏只需要一秒钟的时间，可是在你看来，他花了一分钟才打完了这个喷嚏。
现在我们知道了时间的流速会被质量和速度改变，身处不同海拔、不同交通工具上的人，经历着不同的时间。那么，哪个时间才是真实的时间呢？作者说，问这个问题是没有意义的，因为本来就存在着很多个时间，没有哪一个比另一个更真实。
我们又破除了时间的第二个特征统一性。如果说两个人经历的时间是不统一的，那么这两个身处不同时间的人要如何交流对话？下面，我们来看时间的第三个特征：当下性。时间里有个重要的概念就是现在。如果你姐姐在房间里，你想知道她现在在做什么，那你看看她就知道了。但是请注意，你看到姐姐是你接收了从姐姐那里传到你眼里的光线，光需要花点时间才能到你这里，比如说几纳秒，也就是一秒的十亿分之几的时间。所以你并没有看到她现在在做什么，而是看到她几纳秒之前在做什么。
这么短的时间，我们通常忽略不计。可是如果姐姐身在四光年以外的比灵星上呢？你看到的就只能是她在四年前做的事情，而不是她现在在做什么。也许你会说，姐姐现在做的是我从看到她的那一刻起四年之后，她正在做的事情呗。计算两地的时间差减去四年，不就对上了吗？但这也行不通，我们前面说了，宇宙中的时间是没有统一性的。地球上虽然过去了四年，可是在姐姐的时间里可能已经过去了十年甚至十五年。
而且作者说去问你姐姐比灵星上的哪个时刻和地球上的时刻相对应是没有意义的，就像问哪支球队赢得了篮球比赛的冠军，或者是哪个中国公民当上了美国总统一样，比灵星上是不存在某一个时刻与地球上的当下对应的。不仅是比灵星，整个宇宙中都不存在一个统一的时间，它的时间概念只能是局部的。我们地球上说的现在、当下的概念就像是我们周围的一个气泡，它不会延伸到整个宇宙。
那么，这个气泡可以延伸到多远呢？这取决于我们限定时间的精确程度。精度越高，气泡就越小，现在这个概念覆盖的范围就越窄。如果用纳秒，现在的定义只有几米；如果用毫秒，那就有几千公里。因为人类很难分辨出几十分之一秒的差别，所以我们把整个地球看作同一个气泡。你看，现在这个定义就是我们根据自己的感受做出的一种模糊的描述。作者说，这就像我们远远地看到彩虹跟森林有个交汇点，可是当我们走进寻找时，却发现那个交汇点并不存在。
现在我们已经破除了时间的三个特征：独立性、统一性和当下性。其实，对于我们日常生活来说，这些特征对于我们的影响都不是最大的。时间最让我们觉得残酷和无情的是第四个特征：方向性。多少个世纪以来，无数人都在哀叹时间一去不复返。时间为什么能区分过去和未来呢？19、20世纪的物理学一直在讨论这个问题。虽然我们觉得时间从过去流向未来是那么天经地义，可是在物理学上要找到一个定律或者方程来区别过去和未来，可是难上加难。
不论是牛顿力学、麦克斯韦的电磁学、爱因斯坦的相对论，还是海森堡、薛定谔的量子力学，所有这些方程描述的物理现象都是可逆的。也就是说，如果这些方程允许一件事情正向发生，那么它们也会允许这件事情逆向发生。比如一颗星球，你可以算出它未来的位置和速度，也可以倒着算出它过去的位置。这和速度既然正向和反向都可以，那我们凭什么说一个方向是过去，另一个方向是未来呢？可是唯有一个定律，与众不同。在它掌管的领域里，时间的箭头出现了，这就是热力学第二定律。它是说热量只能从高温物体传到低温物体，而不能反过来。这是物理学中唯一一个单向不可逆的定律。
你想想看，凡是让过去和未来出现差别的事情，都会有热量参与其中。比如，当一块石头落到地面，机械能转化为热能，让石头稍微加热了地球，热量散去，石头也停止了运动。如果没有热量参与，石头就会因为能量守恒定律而永远被反弹下去，不会停下来。生命变老是因为身体产生热量，自行车变旧是因为摩擦产生热量。我们用大脑思考问题是因为思考也会在大脑中产生热量。只要你去观察一个时间流逝的现象，都会发现有热量参与其中。
热量是所有物理变量中唯一与不可逆现象有关的变量，它就充当了时间的角色。那么，热量是怎样区别过去和未来的呢？原本人们以为热量是一种流体物质，像水一样，从高温处流到低温处，可是后来才发现热量是分子的微观震动。在热水中，分子震动的剧烈；在冷水中，分子震动的微弱。这种分子的震动会带动周围的分子一起运动起来，分子之间互相碰撞将震动传播出去。这样低温物体与高温物体接触之后，低温物体的分子就会被高温物体的分子推动，也躁动起来，它就升温了。这就是热量不可逆背后的原理。
简单来说，就是一堆做热运动的分子变得越来越乱，而且不能自发地回到原来的秩序了。科学家用一个量来度量热量的单向不可逆过程，这个量叫做“熵”。在希腊语中，熵的意思是转化，熵的增加就是这种分子碰撞带来的无序增长。我们就在熵的增加中感知到了时间。
那么问题又来了，为什么我们观察到的宇宙偏偏就那么巧的在过去都是熵比较低的状态呢？为什么不能从一开始就熵很高呢？如果宇宙一开始就处于热平衡的状态，各个地方温度相等，那不就没有时间的流动了吗？这个问题还得在我们自身上找答案。作者说，原因就在于我们对世界的观察是模糊的不全面的。什么意思？我来举个例子，现在有一副牌，前26张都是红色的，后26张都是黑色的。我们就把这副牌的排列称为有序的特殊的。现在我们洗个牌，有序变无序，熵就增加了。
可是请注意，我们一开始把注意力放在了牌的颜色上，认为它是有序的。可洗完牌之后，牌的花色顺序刚好是草花、方片、黑桃、红桃，那这是不是另一种有序呢？或者前26张都是奇数，后26张都是偶数，又或者前26张是带褶皱的牌，后26张是带划痕的牌呢？我们发现，当我们观察全部细节的话，每一种排列都是特殊的，每一种排列都是独一无二的，它们都可以被称之为有序的。只有当我们把目光聚焦于牌的某个特定方面时，我们才会认为某些排列比另一些排列更特殊。
我们看待宇宙也是如此，宇宙就像一副超大的扑克牌，而我们的星球只是宇宙中一颗渺小的尘埃，只跟宇宙中很少的一部分相互作用。因此，我们无法看到宇宙这副扑克牌中所有的排列组合，只能像盲人摸象一样，看到其中的一小部分而忽视掉绝大部分，然后我们就认为自己看到的是特殊的、有序的，定义出了初始的低熵，并以此为基准看到了熵的变化，感受到了时间的流动。
那如果我们把宇宙的全部细节都考虑进去，就没有哪个排列是更有序、更特殊的了。那么时间流动的特征会消失吗？作者认为答案是肯定的。如果考虑宇宙的全部细节，那么同一个状态相对某一种状态熵也许很高，而相对另一种状态也许熵就很低，那么过去和未来的区别也就消失了。因此时间的流动，也许并不是宇宙的特征，它只是来自我们人类独特的视角。
以上我们讲完了，在宏观世界里，时间失去了独立性、统一性、当下性和方向性。我们熟悉的时间，已经变得面目全非了。而在微观的量子世界，时间将继续丧失它的特征，这就是连续性和确定性。
我们前面说到时空是一种引力场，是物理实体。物理实体在微观世界会呈现出量子的特征，时间也不例外。量子有个最基本的特性叫“分立性”，分开的分、站立的力，就是说它的能量不是连续变化，而是只能取特定值。当时间被量子化，会出现什么事情呢？如果我们用最精密的钟表去测量一个极其微小的时间段，就会发现测得的时间只能是一段一段断开的，像袋鼠一样，从一个值跳到另一个值，时间的连续性就消失了。
还有更奇怪的事情，量子有个测不准的效应，它处于叠加态，没有人能确定它的位置。你可能听说过薛定谔的猫，这就是关于量子叠加态的一个著名的思想实验。说盒子里的猫既是死的，又是活的。量子化的时间也是如此，当时间也处于叠加态，那么一个事件可以同时存在于过去和未来。很难想象，但这就是量子世界的运作方式。
现在我们通过分析宏观和微观世界，让时间丢失了一连串特征。那个我们熟悉的时间，几乎不复存在了。那么，没有了时间的指挥，世界该如何运行呢？下面，我们就来讲第二部分，去看一个没有时间的世界将怎样运行。
1967年，两个美国物理学家发现了一个量子引力的基础方程，在这个方程里居然真的不包含时间这个变量。时间消失了，起初没有人能理解这个方程，连发现者本人也理解不了。没有时间，难道世界是静止不变的吗？但后来，人们意识到基本方程中时间的消失，并不意味着时间会静止，恰恰相反，这意味着变化普遍存在，而无需被时间指挥。它描述的不是事物在时间中如何变化，而是事物相对于彼此如何变化。
举个例子，你就明白了。伽利略发现用脉搏的跳动，可以测量吊灯每次摆动的时间。然后，人们又因为吊灯每次摆动的时间都是固定的，发明了钟摆。接下来，医生就可以用钟摆来测量病人的脉搏。你有没有发现这变成了一个循环？伽利略用脉搏量钟摆，医生用钟摆量脉搏，实际上时间只是一个中介。我们从未测量过时间本身，我们测量的只有脉搏和钟摆两个物理量，然后得出它们彼此相关的变化，所谓的时间就像我们做几何题要画的辅助线。这根线并不存，但却能帮助我们解题。
如果我们可以找到彼此同步的变量，就像钟摆和脉搏一样，就可以用它们的相互变化来表示时间，而没有必要从这些变量中挑出一个特殊的量，然后把它命名为时间。当我们抛弃了时间之后，有一件事情就变得明确了，那就是宇宙是由变化的事件构成的。我们过去认为宇宙是由物体构成的，其实所有的物体都只是变化中的事件。比如一块石头不是物体，它是量子场的复杂震动；一朵云不是物体，它是空气中的水蒸气的凝结；一个家庭不是物体，而是关系事件感受的集合；一个人呢，也不是物体，它是食物、信息、语言等进进出出的复杂过程。在这个由变化的事件所构成的宇宙中，一切皆可扮演时间，这就是我们这个世界真实的运作方式。
可是问题又来了，既然这个世界没有时间，那我们为什么会真真切切地感受到时间的存在呢？它来自何方呢？下面我就来讲第三个部分：时间来自何处。
作者认为时间来源于我们的记忆。前面说过是热量扮演了时间的角色，它导致了一个重要的结果，那就是会留下痕迹。比如我们写字，就是用笔的摩擦力把纸张加热了一点，留下字迹。我们是通过痕迹来判断时间的，有痕迹的算作过去，没有痕迹的算作未来。而在没有热量的世界，笔是无法在纸上留下痕迹的，我们就没法判断时间了。
我们的大脑能收集过去的痕迹，让它们形成记忆。此外，大脑还能把分散的记忆组合起来，以此来预测未来。比如，当有人扔东西给你，你的手会很巧妙地移动到物体将要出现的位置接住它。这是大脑靠过去的印象做出的判断。大脑还告诉我们种下种子会收获粮食，下雨天出门会被淋湿。当我们看到一个杯子坠落着地摔碎的时候，我们的大脑中并不会产生三个截然不同的信号，而是只会产生一个信号。我们看到的是整个事件的发生过程，而不是一个一个瞬间。就好像我们听音乐，音乐听的是音符之间的组合关系，而不是一个一个独立的音符。如果大脑不能将它们前后连接起来，一直处于当下这一刻，又怎么能听到美妙的音乐呢？
所以我们感受到的时间，是我们大脑制造出的一种连贯的感觉。这个观点其实相当古老，古罗马时期的思想家奥古斯丁在《忏悔录》中就询问了时间的本质。他说：“当我在测量时间的时候，我是在测量当下存在于头脑中的东西。”时间就存在于我们的内心。德国哲学家康德和海德格尔也有同样的看法，他们认为时间只在人类的范畴里存在，它是由我们的内在感知塑造出来的。
作家普鲁斯特看得更为透彻，他在《追忆似水年华》的第一卷中就写道：“现实只由记忆构成。”现在我们终于发现了时间的真相。在这本书中，作者首先逐一破除了时间的六个特征。第一，时间不是独立存在的，而是和事物的变化相关联；第二，时间的流速会被质量和速度改变，身处不同海拔、不同交通工具上的人在经历着不同的时间；第三，时间不具有当下性，我们所说的现在对别人来说，可能是过去，也可能是未来；第四，时间从过去向未来流动，也许只来自我们独特的视角；第五，在微观的量子世界，时间不再是连续的；第六，同样在量子世界，时间也失去了它的确定性，一件事可以同时存在于过去与未来。
接着，作者又带我们进入到了一个不存在时间的世界，了解到宇宙中所有的物体，比如一朵云、一块石头，都只是变化中的事件。最后，作者带我们探究记忆的本质，发现时间原来只是大脑为我们制造出的一种连续的感觉。
1955年，爱因斯坦在一位挚友去世时说了这样的一句话：“他从这个世界离开了，比我先走一步，但这没什么。像我这样相信物理的人都知道，过去、现在与未来的区别只不过是持久而固执的幻觉。”这句话并不是对时间的学术探讨，而是来自爱因斯坦对生命的体验。作者认为这比物理本身还要深刻，时间因为我们才产生，我们才是时间的创造者。
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