《星际穿越》
从古至今，我们总在谈论时间，感慨光阴似箭，视时间为生命和财富。在快节奏、高强度的都市生活里，时间更是稀有物资，我们总在着急赶路，拼命与时间赛跑。
可是，时间到底是什么？我们习惯以分秒来度量的时间一定准确吗？为什么我们从来没有质疑过，时间真的存在吗？为什么时间永远向前，我们不可阻挡地走向未来却无法回到过去？时间真的从我们的生命中流逝了吗？……我们似乎很难解释时间究竟以怎样的形式存在于我们的生命中。
而英国天文学作家科林·斯图尔特从物理学的视角出发，在《你的脚比头年轻》中用十篇文章简练而生动地讲述了关于时间的十个“秘密”。
原来1秒钟的长度一直在变化；原来脚真的有可能比头年轻；原来时间与空间从不分离，我们可以穿越空间，那也意味着时间旅行并不只是妄想；而当我们埋头与时间赛跑，试图扭转命运、改变未来时，“块状宇宙论”提醒我们，时间可能从未流逝，过去、现在与未来同时存在着，我们走向的或许是宇宙为我们写就的命运……
科林说，凝视太空就是一种遥望过去的方法。在宇宙的138亿岁面前，人类历史也不过倏忽一瞬，而运动员依然会为领先0.01秒拼尽全力。别小看0.01秒，它够铯原子钟震荡近亿次。尽管生命短暂，却足够我们把握和体验无数个0.01秒，完成一场丰盛的时间之旅，在极长和极短的时间尺度中，感受万物生息、文明兴衰。再微小的一瞬也可以是永恒，这是时间的终极浪漫，是生命存在的意义本身。
百页精致篇幅，带你上天入地、时光旅行，
包罗从原子到宇宙的亿亿级时间尺度
英国天文学家科林·斯图尔特从物理学视角，
带给你关于时间的十个“恍然小悟”
01
望远镜是时光机
远离城市明亮的灯光，就有星星的光芒强烈地照耀下来。行星的光芒足以投射阴影，而朦胧的银河横跨在我们头顶，宛若一道美丽的宇宙之虹。尽管看起来不太像，但这幅壮观的天空景象其实是一种时光机。这台机器让你虽不能亲自造访，但也可一瞥遥远的过去。
论速度，光冠绝全宇宙。它以近30万千米的惊人秒速穿越空间。凭着此等迅捷，光能在1秒内绕地球7圈半，而人的心脏1秒只能跳一次。这个极快的速度意味着，在我们的日常生活中，光可算瞬时传播。你轻轻一按电灯开关，没有须臾等待，光线就到了你的眼睛，实际的延迟——从灯泡到你，每0.3米延迟一万亿分之一秒——根本觉察不到。
而当你开始探索太空时，情况就会发生重大的变化，光要穿越的距离实打实地变成了天文数字。月亮，这个离我们最近的天体，在384400千米之外。光要花1.3秒走过这段距离，因此我们说月球离我们有1.3光秒远。我们可以把光想象成穿越太空寄来的明信片。当一张明信片扔在你门前时，它绝对不会告诉你此时此刻写明信片的人正在干什么。它只能告诉你这个人几天前在写这张明信片时在做些什么——把这个信息送到你手上需要时间。明信片和光都只能告诉你以前的事。这意味着你绝不会看到现在的月亮，而只会看到它1.3秒前的样子——进入你眼睛的是1.3秒前离开月亮的光。日常生活中你和别人打交道也是一样：你距离某人1米远时，看到的不是现在的他，而是三万亿分之一秒前的他，那是光线从他脸上离开的时候。光要花时间穿越空间，这个情况就意味着根本就没有一致的“现在”：我们看到的永远是过去，绝不会是现在。
《星际穿越》
有件好玩的事可以尝试一下：在网上可以查到距离地球的光年数和你的年龄相同的星星：如果你37岁，你就可以查看距离地球37光年的恒星。大角星（距地球36.7光年）就是个好例子。这是一颗橙红色的恒星，离北斗七星不远。37岁的你在夜空中找到它时，进入你眼睛的光在你人生第一次张开眼睛时就已经在宇宙中穿行了。每过一次生日，你就得换一颗距离再远1光年的恒星，好和你长大一岁的情况保持同步。在两次生日之间，星光一直忙于穿越另一个9.46万亿千米的空间。
仙女星系可能看上去不是那么壮丽，但它却是一个星体的超级大都市，包含着上万亿颗的恒星。你之所以只能看到一点微弱的光斑，是因为仙女星系在250多万光年以外，你看到的光在 250 多万年前就出发了，那时我们的祖先之一，第一种人属生物“能人”才刚开始用石头制作第一批工具。最早的智人在30万年前方始出现。光从仙女星系到我们这里所花的时间，就是几乎整个人类历史展开所用的时间。凝视太空就是一种遥望过去的方法。
《降临》
02
光阴似箭
1832 年，法国人萨迪·卡诺死在巴黎的一家看护院里，年仅 36 岁。他死于一场霍乱暴发。霍乱是极具传染性的疾病，他的大部分著作因而都被一同埋入了坟墓，因为时人害怕这些作品也遭到了疾病的污染。他唯一传世的书籍最终帮助我们解释了一个关于时间的最常见问题：为什么时间只向前走？
不消我说，你也知道未来会不断变成过去，而过去绝不会变成未来。我们会从一个时刻进入下一刻，而不会返回上一刻。我们记得昨天的情况，而不是下周的事。人也都是先生后死。英国的天文学家亚瑟·爱丁顿把这个现象称作“时间之箭”，一支指引我们走向明天的箭。后来产生了一个有趣的双关语：“光阴似飞箭，果蝇向香蕉（Time flies like an arrow; fruit flies like a banana）。”
正是萨迪·卡诺的著作让我们开始明白，为什么时间以这样的方式飞逝如箭。作为拿破仑·波拿巴的战争部长之子，萨迪·卡诺曾在法国军队中任工程师 。在他短暂而悲剧的一生中，他把大部分时间都投注到了理解一项最新式的发明当中，这项发明不久就会变革整个世界，那就是蒸汽机。他这本名为《论火的动力》的著作，发表时他才二十几岁。书里阐释了如何让蒸汽机更高效地运转。在他身后，这本书激发了其他物理学家的灵感，他们创立了一门全新的学科，叫“热力学”。如今热力学有四个“定律”：人们发现的四条似乎牢不可破的规则，阐释了热与能的运作。
对我们而言，其中最重要可能也是最有名的定律，就是热力学第二定律。简言之，这个定律认为无序总是在增加。任何曾试图保持房屋、院子和桌面整洁的人都能证明这一点。物理学家用一个专门的词来称呼无序，叫“熵”。根据第二定律，熵总是不断增加，结果就是宇宙变得越来越混乱。时间之箭始终从一个低熵区域（过去）指向一个高熵区域（未来）。
《降临》
那么，无序性若一直增加，宇宙会发生什么呢？最终，整个宇宙会达到一种无序程度最大的状态，不会再有能量来产生哪怕很短暂的一点秩序，也不会有恒星、行星或者生命。好消息是，宇宙要达到这种状态，所需的年数至少是1后面跟上100个零。天文学家把它称作宇宙的“热寂”（有时候还叫“大冻结”或“大冷寂”）。热力学之父开尔文勋爵在读到萨迪·卡诺的书后直接受到了启发 ，进而在1851年首次提出了这个观点。
还有另一种可能：短短220 亿年后会出现类似的结果，天文学家称之为“大撕裂”。宇宙膨胀的速度，在一种名为“暗能量”的神秘物质的影响之下，正在不断加快, 而暗能量的影响力会随着星系之间距离的增加而不断增长。这种趋势如果不受约束地继续下去，将变成一股不可阻挡的巨力。恒星、行星甚至原子都将被撕裂，整个宇宙将只剩下碎片。这是一个令人警醒的见解。
即使会发生大撕裂而非大冷寂，宇宙也还要再存在数百亿年。太空的超长寿命归因于这样一个奇怪的情况：诞生于大爆炸的宇宙似乎曾处于一种高度有序的低熵状态。138 亿年前，宇宙的熵值只有现在的一千万亿分之一。假如当初万物更加混乱，那么宇宙会以更快的速度走向衰亡，根本不会有足够的时间来孕育行星和人类。那到底为什么宇宙一开始时熵这么低？这个问题恰恰是天文学中最令人困惑的谜团之一，半个多世纪以来一直没有得到解决。
如果有一天我们能弄清这个问题，那么届时时间之箭能告诉我们的，不仅有为什么我们会先经历过去，再经历未来，还有为什么会有我们来体验时间的流逝。
《降临》
03
时间甚或不存在
明天从何而来？我们已经在许多场合下了解到，爱因斯坦的理论告诉我们，宇宙是一片广袤的时空。根据我们现在最好的理论，大爆炸创造了全部的空间和时间。没有任何过程能创造更多的时空。所以，不能因为我们刚说过无法创造更多时间，就认为明天还不存在。明天必定已经存在。同样，过去也无法神奇地消失。要是过去消失了，那时空就要不断地从宇宙中移除。好比你沿着一条长长的公路开车：下一段柏油路不会在你开近的那一刻才突然显现，你开过的那段路也不会马上消失。时间为什么要和空间有所不同？毕竟爱因斯坦已经告诉我们，空间和时间是同一枚硬币的两面 。
按这个思路，会得出一个惊人的结论：整个过去、现在和未来必定都在那里。我们根深蒂固地感到只有“现在”才是真实的，这就错了。宇宙已经包含了一切已然发生和将要发生之事。在某个地方你正在降生，在另一个地方你正值弥留。在其他地方，J. F.肯尼迪正遭枪击，世贸中心双子塔正在崩塌，而你玄玄孙辈的小孩正在笑你还要自己开车。曾经活过的人和将要活在世间的人一道并存，只是存在于时空的不同部分之中。
《星际穿越》
这个概念就叫“块状宇宙”。我敢打赌，它肯定让你深感不安。看待这个概念的另一种方式是把块状宇宙想象成一本书。如果你从外面就能看这本书，你会看到过去和未来皆已发生。结局早已写定。这本书本身是静止不变的，就像个混凝土砌块似的放在那里（这也是“块状宇宙”一名的由来）。但是，我们却困在书的里面。我们在一页一页翻动这些静态的书页时，会把每张新页面（每个新时刻）和上一页做比较，也必然会感受到变化，于是这有了这样一个印象：我们被时间的河流带着前进，这条河不停地从过去经现在流向未来。但我们不会说空间过去了或流逝了。时间其实也不会。时间的流逝是我们想象的虚构。
我们每个人会通过不同的路径穿过这本时空之书，取决于我们走得多快 。如果我比你更快地穿过时空，那么我将以更快的速度浏览完这些页面，更快地到达“未来”这个末尾（时间膨胀）。我相对你的穿越速度越快，你我之间的差别就越大。你也可以把一页书窝成一个圈，让它和上一页相交（回到过去的时间旅行）。但你无法改变已经写在书页上的东西。这就是为什么在希特勒或你的祖父还是孩子的时候，你无法杀死他们。
在一个更哲学化的层面上，块状宇宙理论认为未来已经在那里等着你了。你无法改变你的经历，就像你在阅读此页时也无法改变本书的结尾。如果明天不是由今日发生之事创造的，那么人有自由意志的观点就也像时间流逝一样纯属幻景了。未来已经存在，且不可改变。从好的方面来想，你不必为做出错误的决定而自责不已：你无论如何都会做出那些决定，造成的糟糕结果也不可避免。有人或许称之为“命运”。而从不好的方面想，如果你做什么都无法改善自己的未来，那为什么还要努力奋斗？我个人倒不会为此烦恼。毕竟你不会在读完本书后就突然改变想法。如果你真的改了想法，那也是无论如何你都会做出这个决定。欢迎进入“现实论”，这种思想认为只有现实发生的才是可能发生的。可能的未来只有一个，它已然预先决定了。
《星际穿越》
百页精致篇幅，带你上天入地、时光旅行，
包罗从原子到宇宙的亿亿级时间尺度
英国天文学家科林·斯图尔特从物理学视角，
带给你关于时间的十个“恍然小悟”
