本文來自微信公號：返樸 （ID：fanpu2019），作者：AMANDA GEFTER對惠勒 (J. A. Wheeler) 來說，解釋時間一場和自己的競。明信片上只有個字：“快點。當 33 歲的物理學家惠勒收到弟弟喬 (Joe) 寄來的明信片時，他正在華盛州漢福德（Hanford）的核反應堆工作，這里責向洛斯阿拉莫輸送钚。那是 1944 年夏末。喬在第二次世界戰(zhàn)的意大利前線戰(zhàn)。他很清楚他哥打算干什么。知道五年前，惠和丹麥物理學家爾一起解決了核變的物理問題，穩(wěn)定同位素的元如鈾，或者將會快被發(fā)現(xiàn)的钚，中子的轟擊下，生裂變，釋放出以想象的原子能 —— 足以夷平一座城市，結束一戰(zhàn)爭。明信片寄后，惠勒以最快速度工作，曼哈計劃（Manhattan Project）在第二年夏天完成了原彈的制造。在新西哥州的喬納達爾穆埃托（Jornada del Muerto）沙漠，物理學家爆了人類歷史上第一次核爆，將 1000 英尺厚的沙子變成了玻。該項目的負責奧本海默（J. Robert Oppenheimer）在 10 英里外的安全大營觀看，他默默引用印度教經(jīng)文薄伽梵歌》（Bhagavad Gita）：“現(xiàn)在我成了死神，世的毀滅者?！痹?福德，惠勒卻想另外的事：希望沒有太晚。他還知道在佛羅倫薩近的山腰上，喬橫尸在掩體里。惠勒得知這個消時，他崩潰了。在回憶錄中自責：“人們無法逃這樣的結論，如原子彈計劃早一開始，早一年結，就能挽救 1500 萬人的生命，我弟弟喬就是中之一。如果我過，我可能會影決策者?！睍r間作為一名物理學，惠勒一直好奇想解開那個神秘度的本質(zhì)。但現(xiàn)，隨著喬的去世這變成了私事。勒的余生也許一都在與時間作斗。他的日記總是在手邊（如今藏費城的美國哲學會圖書館的檔案，未出版），日中揭示了一個癡的思想者令人驚的肖像，時刻意到自己即將死亡陷入與時間的賽中，不是為了回 某個問題，而是為了回答：“為么會存在？”惠寫道：“在徹底察存在的所有障中，沒有比‘時’更令人沮喪的?！薄敖忉寱r間除非解釋存在。釋存在？不解釋間就不行?！睍r荏苒，惠勒日記關于時間的條目來越頻繁和緊迫行文也越來越不定。在一個條目，他引用了丹麥學家、詩人海因Piet Hein）的話 [1]：“我真想知道一整出戲在它演前到底關于什么在他的帷幕落下前，惠勒改變了們對時間的理解比他之前或自他來的任何思想家要徹底 —— 這一改變是由對他弟的懷念所推動，是由痛惜所推的革命。時間迷1905 年，也就是惠勒出生的年前，愛因斯坦出了狹義相對論他發(fā)現(xiàn)，對每個來說，時間并不在任何地方都以定的速度流逝；反，它與觀察者運動有關。你移得越快，時間流得越慢。如果你移動得像光一樣，你就會看到時停止并消失。但愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)后的幾年里，量力學的形式讓物學家們對時間得了相反的結論。子系統(tǒng)由被稱為函數(shù)的數(shù)學描述波函數(shù)編碼了在量時系統(tǒng)處于任給定狀態(tài)的概率波函數(shù)不是靜止，它在變化，隨時間演化。換句說，時間是在量系統(tǒng)之外定義的它是一個外部時，時間一秒又一地走著，這是對因斯坦的直接挑。這就是惠勒在 1930 年代第一次進入物理學臺時的情形 —— 兩種理論僵持著，關于時間的本懸而未決。在普斯頓大學開始他學術生涯時，惠說話輕聲細語，彬有禮，穿著熨整齊的西裝和領。但在他保守的止背后，隱藏著種無畏激進的思?；堇赵谝粋€圖管理員的家庭長，他是一個貪婪讀者。在與廣義對論和量子力學棘手問題角力時他不僅請教了愛斯坦和玻爾，還閱了亨利?詹姆 [2] 的小說和西班牙作家安尼奧?馬查多 [3] 的詩歌。旅行時，他總是在提箱里拖著一本義詞詞典?；堇?一次意識到時間不是它看上去的樣，是 1940 年春天在普林斯頓大學的一個晚。他當時正在思正電子（positron）。正電子是電子的個性面（alter egos）—— 反粒子：同樣的量，同樣的自旋等量相反的電荷但為什么會有這的反面?zhèn)€性存在？靈感襲來，惠給他的學生費曼Richard Feynman）打了個電話說：它們都是同一個子！”惠勒說，象一下，整個宇中只有孤身一個子，在時空中蜿而行，它走過的跡如此復雜，以于雖是一個粒子呈現(xiàn)出無數(shù)粒子幻象，包括正電在內(nèi)?；堇辗Q，電子只是一個在間上逆行的電子好脾氣的費曼在 1965 年諾貝爾物理學獎的獲感言中說，他從勒那里偷來了這想法。）?；堇? 1940 年代參與曼哈頓計劃，急于回到普林頓大學從事理論理。然而他的回被推遲了。1950 年，他仍然糾結于未能迅速采行動營救他的弟，于是在洛斯阿莫斯與物理學家德華?特勒（Edward Teller）一起制造了一種比原子彈致命的武器 —— 氫彈。1952 年 11 月 1 日，惠勒登上了距離太平洋艾蓋拉布島（Elugelab）35 英里的柯蒂斯號（S. S. Curtis）。他目睹了氫彈的引，其能量是摧毀島的那顆原子彈 700 倍。試驗結束后，艾魯拉布島也完蛋了在洛斯阿拉莫斯工作完成后，惠“愛上了廣義相論和引力”?；?與愛因斯坦的家街之隔的普林斯，他在黑板前講了關于這一主題第一次課。廣義對論描述了質(zhì)量何將時空扭曲成怪的、我們稱之引力的幾何?；?想知道這些幾何有多奇特。當他這個理論推向其限時，他被一個乎顛覆了時間的西迷住了。它被為愛因斯坦-羅森橋（Einstein-Rosen bridge），它是一條開鑿宇宙捷徑的隧道連接著時空中相遙遠的點，從一進去可以從另一出來，于是人們以以超光速或穿時間的方式旅行熱愛語言的惠勒道，可以通過給澀的數(shù)學起名來予它們生命；1957 年，他給這種扭曲的時空部起了個名字：蟲（wormhole）。存在的困惑：惠勒寫道，“敲故我在”[4]?丨圖片來源：Corbis Images當他在時空中進一步推進，他邂逅了另一引力反常，在那質(zhì)量如此稠密地積，引力變得無強大，以致時空無限破壞了。這同樣，他給它起個名字：黑洞（black hole）。在這里，“時間”失去了一意義，仿佛它起根本就不存在。勒寫道，“每個洞都帶來了時間終結?！绷孔佑?上世紀 60 年代，越南戰(zhàn)爭撕了美國文化的結，惠勒其時在努修補廣義相對論量子力學之間的理學裂縫 —— 這個裂縫就是時。1965 年的一天，惠勒在北羅萊納州轉機時請同事布萊斯?維特（Bryce DeWitt）在機場陪他幾小。在候機大廳里惠勒和德維特寫了波函數(shù)的方程惠勒稱其為愛因坦-薛定諤（Einstein-Schr?dinger）方程，其他人后來稱之為惠-德維特（Wheeler-DeWitt）方程。(德維特最后稱其“那個該死的等”。)惠勒和德維特的波函數(shù)描述不是實驗室中四運動的粒子系統(tǒng)而是整個宇宙。一的問題是把時放在哪里。他們能置之于宇宙之，因為根據(jù)定義宇宙至大無外。此，盡管他們的程成功地結合了對論和量子理論優(yōu)點，但它同時述了一個無法演的宇宙 —— 一個凍結的宇宙，在一個永恒的瞬?；堇諏οx洞的究已經(jīng)表明，就電子和正電子一，我們也可能有力彎曲和打破時之箭。與此同時他對黑洞物理學研究使他在內(nèi)心處懷疑時間是不在的?，F(xiàn)在，在利國際機場（Raleigh International Airport），這個該死的等式讓惠勒生了一種揮之不的預感：時間不能是現(xiàn)實的基本成部分。正如愛斯坦所說，這一是一種頑固的幻，是我們被困在個只有內(nèi)部的宇中的結果?；堇?信，解開存在之以及時間之謎的心線索是量子測（quantum measurement）。他發(fā)現(xiàn)，量子理論深的奇異之處在于樣的事實：當一觀察者進行測量，他測量的不是界上已經(jīng)存在的西。相反，他的量結果以某種方將這一事實變成現(xiàn)實 —— 這個古怪的事實，除被稱為雙縫的令陶醉的實驗一次一次證明之外，何心智正常的人不會買賬。它始縈繞在惠勒的腦。在實驗中，激將單個光子發(fā)射有兩個平行狹縫屏幕上，然后落另一邊的感光板，在那里它們會下一個光點。每光子都有 50% 的幾率通過任何一條縫，所以經(jīng)多次這樣的實驗，你會在感光板看到兩個大的光，一個光斑表明過狹縫 A 的光子堆積，另一個明通過狹縫 B 的光子，但你沒看到。相反，你到的是一系列黑相間的條紋 —— 干涉圖案?；堇諏懙溃骸坝^察這正在進行的實際驗使量子行為變生動起來?！薄?管它在概念上很單，但它驚人地現(xiàn)了量子理論令費解的奇特之處”雖然聽起來不可能，但這種干圖樣只能說明一事：每個光子同通過兩個狹縫。光子射向屏幕時它由量子波函數(shù)述。到達屏幕時波函數(shù)分成兩部。同一個光子的個版本穿過每個縫，當它們出現(xiàn)另一邊時，它們波函數(shù)會重新組 —— 只是現(xiàn)在它們的部分相位一致。在波步調(diào)致的地方，光被大，在感光板上生明亮條紋。在們不同步的地方光相互抵消，留暗條紋。然而，你試圖捕捉穿過縫的光子時，事愈發(fā)奇怪了。在個狹縫后面放置個探測器，然后進行一次實驗，子前后相繼。一光斑接著一個光，某種圖案開始現(xiàn)。它并非條紋感光板上有兩大光斑，每個（光）對應一條狹縫每個光子每次只一條路徑。好像知道自己被監(jiān)視。光子當然什么不知道。但是通選擇系統(tǒng)的哪種性去測量，我們定了系統(tǒng)的狀態(tài)如果我們對于光走哪條路徑不加問，那么它兩條徑都經(jīng)過。我們設問創(chuàng)造了路徑惠勒想知道，同的想法能否擴大度。我們能否設關于存在的起源關于大爆炸和 138 億年的宇宙歷史，這能創(chuàng)造宙嗎?“量子原理是巨大冰山的一，是世界的臍帶”惠勒在 1974 年 6 月 27 日的日記中潦草地寫道?！?去現(xiàn)在和未來的系比我們意識到要更緊密?！被?在日記中畫了一大寫的 U 字，代表“宇宙” (如下圖)，左邊的頂端有一只巨大眼睛，穿過字母深淵，凝視著右末梢：時間的起。當你從右到左隨 U 形的俯沖時，時間在前進宇宙在成長。恒形成，然后死亡將碳的灰燼噴涌宇宙的虛無中。天空的某個角落一些碳落在一顆態(tài)行星上，融合一些原始黏液，長，進化，直到… 一只眼睛！宇宙創(chuàng)造了一個觀者，現(xiàn)在，通過子測量，觀察者看并創(chuàng)造了宇宙惠勒在這幅畫下草寫了一個說明“宇宙是一個自系統(tǒng)（self-excited system）?！被堇盏?U 字符：左邊的頂端一只巨大的眼睛穿過字母的深淵凝視著右邊頂端 —— 時間的起源。丨圖片來自網(wǎng)惠勒知道，這幅的問題在于，它我們對時間最基的理解相沖突。子在時間中快速行，蟲洞繞開了間的箭頭是一回。關于創(chuàng)世和因關系（causation）的討論完全是另一回事過去流向現(xiàn)在，后現(xiàn)在回過頭影了過去？惠勒在記中寫道：“無付出多少代價，必須解決這些問?！薄皼]有任何方比這里更能讓努力履行我對人的責任，對于活的和死去的人，于 [妻子] 珍妮特（Janette）和我的子孫；對于那夭折的子；對于喬……他把《每日電訊》（The Daily Telegraph）上的一份剪報粘在日本上。標題是:“白天越來越短。延遲選擇1979 年，惠勒在馬里蘭大學做了一場講，提出了一個膽的新思想實驗thought experiment），這一實驗后來成為他關于間的思想最引人目的應用：延遲擇（the delayed choice）實驗?；堇找庾R到，在子穿過屏幕之后有可能設置通常雙縫實驗（double slit experiment），使觀察者可以決定他想到的是條紋還是斑 —— 也就是說，他可以創(chuàng)造點實在性 —— 在光子已經(jīng)通過縫屏幕之后。在可能最后的時刻他可以選擇移除相底板，露出兩小望遠鏡：一個向左邊的狹縫，一個指向右邊的望遠鏡可以分辨光子穿過了哪條縫。但如果觀察將底板留在原地干涉圖案就會形。觀察者的延遲擇決定了光子到走了一條還是兩路徑，而這是在子可能已經(jīng)走了條或另一條路之。對惠勒來說，不僅僅關乎好奇，而是關乎宇宙在的線索。這是所需要的 U 型的機制，一種時規(guī)則的彎曲（bending of the rules of time），它可能使宇宙 —— 誕生于 138 億年前一次大爆炸中那個宇宙 —— 由我們在當下創(chuàng)?；堇照f，要明這一點，只需把遲選擇實驗的尺擴展。想象一下從 10 億光年之外的類星體向球傳播。一個巨的星系位于類星和地球之間，它引力場像透鏡一改變了光的路徑光在星系周圍彎，以相等的概率左右繞行，出于想實驗的目的，想每次只有一個子到達地球。我再次面臨著類似選擇：我們可以光到達點的中央置一張照相底板在那里干涉圖案逐漸出現(xiàn)，或者們可以將望遠鏡準星系的左邊或邊，以觀察光經(jīng)的路徑。我們的擇決定了光子存于兩個互斥的歷中的某一個。就此刻，我們自始終決定著光子的多條）路線 —— 盡管事實上它的旅程始于 10 億年前。觀眾席一位名叫卡羅爾艾利（Carroll Alley）的物理學家正精會神地聽著。利在普林斯頓已認識惠勒，他曾從物理學家羅伯?亨利?迪克（Robert Henry Dicke），迪克的研究小組提出了在月上安裝鏡子的想。迪克和他的團對通過觀察地月間微妙的引力相作用來研究廣義對論很感興趣，需要非常精確地量月球沿軌道運時地月間的距離他們意識到，如可以將鏡子安裝月球表面，就可將激光反射回來并計算光的回程間。艾利成為 NASA 項目的首席研究員，并在球上裝了三面鏡：第一面鏡子是 1969 年由尼爾?阿姆斯特朗Neil Armstrong）安置的。當艾利聽惠勒的演講時，突然意識到也許以利用測量月球射激光相同的技，在實驗室里實惠勒的構想。從球上的鏡子返回光信號非常微弱艾利和他的團隊發(fā)了復雜的方法測量單個光子，正是惠勒延遲選設置所要求的。1984 年，艾利和當時也坐在觀席的雅庫波維奇Oleg Jakubowicz）以及維克斯（William Wickes）一起最終完成了實驗。如惠勒所想象的樣：當下的測量以創(chuàng)造過去。我曾經(jīng)以為的時間不存在；過去并會在未來之前不磨滅?；堇瞻l(fā)現(xiàn)歷史 —— 那種醞釀內(nèi)疚的歷史那種潛伏在掩體的歷史 —— 居然不可能一成不。盡管如此，惠還是沒有找到基的洞察。他知道量子測量可以讓在的觀察者創(chuàng)造去，讓宇宙靠自（bootstrap）自我提升為存在。但量子測是如何做到的呢如果時間不屬于始的范疇，為什它永不停息？惠的日記變成了一明信片，一遍又遍地寫給自己。點。存在的謎題諷著他?！叭绻?不繼續(xù)攻克那個題，我就不是‘’，”他寫道。一旦停下來，我會變成一個萎縮老人。繼續(xù)下去我才神采奕奕。1988 年，惠勒的健康狀況開不穩(wěn)定；他在兩前已經(jīng)接受了心手術。醫(yī)生現(xiàn)在了他一個大限。生告訴他，他有再活三到五年。死亡的威脅下，勒變得沮喪起來擔心自己不能及解開存在之謎，彌補他自己在營弟弟上的失敗。“道歉”的標題，他在日記中寫：“要發(fā)展這些法需要多年的工。我 ——76 歲了 —— 還沒得到它們?！毙?的是，就像之前科學家一樣，醫(yī)們把時間的本質(zhì)錯了?；堇盏难?依然閃爍著光芒他孜孜不倦地研量子力學的奧秘奇怪的時間循環(huán)“在量子的榮耀后是 —— 羞愧，”他在 1999 年 6 月 11 日寫道?！盀槭裁葱呃?？因我們?nèi)匀徊幻靼?子從何而來。量是自我創(chuàng)造的宇的信號嗎？” 同年晚些時候，他道：“存在何為量子何來？死亡對提出這種問題懲罰嗎……”盡惠勒的日記揭示一個奮力孤獨求的人，但他的影是廣泛的。后來斯蒂芬?霍金（Stephen Hawking）和他在比利時魯汶學理論物理研究的合作者托馬斯赫托格（Thomas Hertog）一直在發(fā)展一種被稱為自上而（top-down）宇宙學的方法，這是惠勒延遲擇的直系后代。金和赫托格認為就像來自遙遠類體的光子在無人察的情況下同時多條路徑一樣，宙也有多種歷史就像觀測者可以過測量來確定光數(shù)十億年前的歷一樣，只有當觀者進行測量時，宙的歷史才會變現(xiàn)實。通過將量力學定律應用于個宇宙，霍金舉了惠勒那天在北羅萊納機場點燃火炬，挑戰(zhàn)我們這個過程中對時的每一種直覺。上而下的方法“致了一種截然不的宇宙觀，”霍寫道，“以及因關系”。這正是勒畫龍“點睛” —— 他自己創(chuàng)造的宇宙 —— 一直所追求的。2003 年，惠勒還在追尋存在的義?！熬臀宜?象的而言，我不能如此合理地談‘存在是怎么來’！他在日記中道?！笆Ｏ碌臅r不多了！”2008 年 4 月 13 日，在新澤西州的海茨城（Hightstown），96 歲的惠勒終于在與時 —— 那頑固而持久的幻覺 —— 的賽跑中落敗。注釋[1] 原文：“I’d like to know / what this whole show / is all about / before it’s out.”[2] 亨利?詹姆斯（Henry James，1843-1916）：英籍美裔小說家、文批評家、劇作家散文家。[3] 安東尼奧?馬查（Antonio Machado, 1875-1939）：西班牙著名詩人。[4] 譯注：此句原文為“I am not ‘I’ unless I continue to hammer at that nut”，字面意為“除非不斷地敲那個堅，否則我就不是我’了?！北疚?圖源自：WESLEY ALLSBROOK本文原標題為：Haunted by His Brother, He Revolutionized Physics，（https://nautil.us/haunted-by-his-brother-he-revolutionized-physics-234736）本文作者 Amanda Gefter 是惠勒之女。她在 2014 年出版了《闖入愛因斯坦的草坪（Trespassing on Einstein's Lawn: A Father, a Daughter, the Meaning of Nothing, and the Beginning of Everything）—— 一本關于她的父親約翰?惠勒回憶錄?