时间真的一去不复返吗

1995年5月，卡洛·罗韦利和李·斯莫林在《核物理学B》期刊上发表了一篇论文，总结了他们关于面积与体积离散性的工作。在论文中，他们宣布：“如果有人以普朗克尺度的精确度测量了一个物理区域的体积或是一个物理表面的面积，他们就会发现体积或者面积落在我们给出的离散谱里。”

位于日内瓦的CERN拥有世界上最大的高能粒子对撞机，它平常探测的粒子尺度大概为10-18米，因此，普朗克尺度（10-35米）远不是我们短期内可以用实验手段探测的。然而，没有人能否认理论物理学家的成就的本质。在广义相对论和量子理论诞生超过80年后，它们仍然没有统一，但如今，通过一些理论物理学家的勤奋工作，我们看起来离最终的解决方法不远了。

其实，我们并不是非得在不同的研究方法之间选择一个。严密的科学逻辑告诉我们，所有的路都值得我们去探索，看看它们通往什么地方，而且确实每条路都有科学家在走。不过，自从弦论的第二次革命爆发以来，物理学家在量子引力理论上投入的精力已经严重偏向了弦论（或者说M理论）这一边。

发展一种科学理论很像下赌注。当你在两件事之间做选择的时候，理性的人都会选择能让期望效用最大化的那一件。然而，世界如此复杂，有时候完全无法预测，我们怎么能知道如何采取行动才能让期望效用最大化呢？我是应该把钱存在银行里，还是应该拿来炒股？我可以尝试计算每种行动能带来自己想要的结果的概率，并选择概率大的那一种。

如果在一个理论中时间消失了，理论物理学家要怎么把它重新加进来呢？

关键技巧仍然是放下日常经验给我们带来的偏见，换个角度思考问题。受日常经验的限制，我们总认为空间和时间是个背景，我们物理世界中的事件在这个背景下发生。因此，想象一个不存在时间和空间的世界，需要一番艰难的抽象思考。

在我们的经验世界中，我们先看到这件事发生，再看到那件事发生。如果我们可以在这两件事之间建立起理性的、物理的联系，就很容易推断，是这件事导致了那件事。如果我们看到类似的事情一再发生，我们就会进一步推断这件事总是导致那件事。

量子理论从某种方面扰乱了这种简单的逻辑，但也不尽然。尽管爱因斯坦担心“上帝掷骰子”，但量子理论并没有完全削弱因果之间的联系。在经典的经验世界中，我们能够确定性地推断这件事导致了那件事，而在量子世界中，我们就得更谨慎一点儿。我们只能推断，这件事会以一个特定的量子概率导致那件事，而且可以通过描述“这件事”的波函数计算出该量子概率。这件事也可能以一个不同的量子概率导致另一件事，导致所有不同结果的概率加起来为100%。我们无法精确地知道到底会发生什么，除非我们去观察它（即对它进行测量），使波函数坍缩，才会得到众多结果之一。不过，发生的结果总归还是这些预期中的结果之一，其中仍然是有一些确定性的。

那么，在一个没有时间的世界里，我们该怎么看待因果呢？我们可能会认为，没有时间，肯定就没有因果了，因为没有时间一切都不可能发生了。但因果只是一种关系而已。而圈量子引力除了作为一种完全建立在关系之上的理论之外，还有什么含义呢？

自旋网络给出的图像是静态的。但如果我们在自旋网络的上面叠加另一个略微不同的网络，追踪节点与连接之间的关系，会怎样呢？在纸面上，二维的节点和连接如今就变成了三维的结构，其节点变为“边”，连接变为“面”。这些边“携带”了一个特定的空间体积，而面则“携带”了一个特定的面积。我们在这个网络上面继续叠加一个网络，再叠加一个，如此往复。

这样做的结果就是理论物理学所说的自旋泡沫（spinfoam）。为什么称它为“泡沫”呢？因为这并不是一个平滑而连续的过程，其本质是量子的。空间随机地演化，从一个组态跳跃到另一个组态。