时间的本质

奋斗的小鸟

本文是大神Stephen Wolfram的最新文章，这篇文章探讨了时间的本质，这篇文章的核心观点是：时间不是一个独立存在的维度，而是宇宙不断进行计算的进程的体现。想象一下宇宙像一台巨大的计算机，不断地进行着计算，从一个状态演化到下一个状态。这个计算的过程，就是时间的流逝。Wolfram认为时间不是一个像空间一样的维度，而是一个过程，一个宇宙不断计算的过程。我们对时间的感知，以及我们所知的物理定律，都源于这个底层的计算过程，以及我们自身作为观察者的局限性。
对于不太熟悉Wolfram的理论的读者，会有一些较难理解的名词和理论，我把这些名词和简单的解释列一下，希望能有助于理解。

• 计算不可约性: 很多计算过程无法简化，你必须一步一步地进行，才能知道最终结果。就像你要预测未来，唯一的办法就是让时间真正流逝，经历每一个时刻。
  
• 计算等价性原理: 宇宙中各种不同的系统，虽然遵循不同的规则，但它们的计算能力是等价的。这意味着它们都在以同样的方式“积累计算效应”，或者说，以同样的方式经历时间。换句话说，简单规则的系统往往可以表现出与复杂规则的系统一样的行为和计算能力。它打破了“复杂系统需要复杂规则”的传统观念，这个原理也是人工智能科学家们笃信神经网络能通过简单的计算规则模拟出人类的智能行为的理论来源。该原理在哲学层面上提供了一种理解宇宙的框架。如果宇宙的基本规则非常简单，却能生成无限复杂的结构和现象，这可能意味着我们对现实的认识更多的是计算性质的而非物理本质的。理解这个原理，有助于我们更好的理解这篇文章和Wolfram的万物计算理论。
  
• 观察者的角色: 我们对时间的感知，受到自身计算能力的限制。我们无法“一口气看到整个未来”，只能随着宇宙的计算进程，逐步体验时间的流逝。
  
• 多线程时间: 宇宙的演化可能像多线程程序一样，同时进行着多个“历史路径”的计算。但由于我们自身的局限性，我们只能感知到其中一个“线程”，也就是我们所经历的单一的时间线。
  
• Ruliad: 是Stephen Wolfram提出的一个概念，指的是所有可能的计算规则的集合或空间。可以将其想象成一个包含所有可想而知计算过程的宇宙。它并非一个物理场所，而是一个抽象的、数学的概念空间。Ruliad包含所有可能的计算规则，而不只是我们宇宙中观察到的那些。这意味着它包含了所有可能的物理定律，以及无数我们从未想过或无法想象的规则。Ruliad不是简单的规则列表，而是这些规则及其相互作用的复杂网络。各种规则和计算过程相互交织、影响，形成一个高度纠缠的系统。Wolfram认为，我们所观察到的物理定律并非基本规律，而是我们作为计算受限的观察者对Ruliad进行采样的结果。我们的有限性迫使我们简化和抽象Ruliad的复杂性，从而形成了我们所熟悉的物理定律。这可以说是Wolfram的整个计算宇宙理论体系中最核心的一个概念。
  

原文链接为：
时间的计算视角


时间是人类体验的核心特征。但它究竟是什么？在传统的科学解释中，时间通常被表示为类似于空间的一种坐标（尽管由于某种原因，这个坐标对我们来说总是系统地递增）。虽然这可能是一个有用的数学描述，但它并没有告诉我们时间本质上“是什么”。
一旦我们开始从计算的角度思考，我们就更接近答案了。因为这样一来，我们自然会将世界的连续状态视为通过逐步应用某种计算规则从上一个状态计算得出的。这表明我们可以将时间的进程与“宇宙逐步进行的计算”等同起来。
但这是否仅仅意味着我们将“时间坐标”替换为“计算步数”？并非如此。这是因为存在计算不可约性现象。在传统的数学时间坐标概念中，人们通常认为可以将这个坐标“设置为任何值”，然后立即计算出系统在该时间点的状态。但计算不可约性意味着事情并非如此简单。因为它表明，通常情况下，除了明确地追踪系统演化的每一步之外，没有更好的方法来确定系统将如何运作。
左侧的图展现了计算可约性，可以很容易地看出在任意步数 t 之后的状态。但在右侧的图中，（可能）存在计算不可约性，因此，要想知道 t 步之后会发生什么，唯一的方法就是实际运行所有这些步骤：



这意味着，从这些计算角度来看，时间具有一定的稳健性。我们无法在时间中“跳跃前进”；要想知道未来会发生什么，唯一的方法就是经历不可约的计算步骤才能到达那里。
存在一些简单的理想化系统（例如具有纯周期性行为的系统），其中存在计算可约性，并且不存在关于时间进程的稳健概念。但关键在于——正如计算等价性原理所暗示的那样——我们的宇宙不可避免地充满了计算不可约性，这实际上定义了时间进程的一个稳健概念。
观察者的角色


时间是宇宙中计算进程的反映，这是一个重要的起点，但并非故事的结局。例如，这里有一个直接的问题。如果我们有一个计算规则来确定系统的每个连续状态，那么至少在原则上可以知道系统的整个未来。既然如此，为什么我们对未来的体验只是“随着它的发生而展开”？
这根本上是因为我们作为观察者的方式。如果底层系统是计算不可约的，那么要计算出它的未来行为需要不可约的计算量。但像我们这样的观察者的一个核心特征是我们在计算上是受限的。因此，我们无法完成所有那些不可约的计算工作来“了解整个未来”——相反，我们实际上只能与系统本身一起进行计算，永远无法实质性地“跳跃前进”，只能看到未来“逐步展开”。
因此，本质上，我们体验时间是因为我们作为观察者的计算有限性与宇宙中底层过程的计算不可约性之间的相互作用。如果我们不受计算限制，我们就可以“一口气感知整个未来”，我们根本不需要时间概念。如果没有潜在的计算不可约性，就不会有我们与时间体验相关的“未来逐步展现”的那种情况。
我们对时间的日常感知的一个显著特征是，它似乎“只在一个方向上流动”——例如，记住过去通常比预测未来要容易得多。这与热力学第二定律密切相关，正如我在其他地方详细论证的那样，热力学第二定律再次是潜在的计算不可约性与我们的计算有限性之间相互作用的结果。是的，微观物理定律可能是可逆的（事实上，如果我们的系统足够简单——并且计算可约——这种可逆性可能会“显现出来”）。但关键在于，计算不可约性在某种意义上是一种更强大的力量。
想象一下，我们准备一个具有有序结构的状态。如果它的演化是计算不可约的，那么这个结构将有效地被“加密”到计算受限的观察者无法识别结构的程度。考虑到潜在的可逆性，该结构在某种意义上不可避免地“仍然存在”——但计算受限的观察者无法“访问”它。因此，这样的观察者会感知到从所准备的有序性到所观察到的无序性的明确流动。（原则上，人们可能会认为应该可以建立一个“表现出反热力学行为”的状态——但关键在于，这样做需要预测一个计算不可约的过程，而这是计算受限的观察者无法做到的。）
关于时间本质的长期困惑之一与它与空间的“数学相似性”有关。事实上，自从相对论早期以来，谈论“时空”（其中空间和时间概念捆绑在一起）似乎很方便。
但在我们的物理学项目中，事情的根本运作方式并非如此。在最底层，宇宙的状态由一个超图表示，该超图捕捉了离散“空间原子”之间的“空间关系”。时间对应于这个超图的逐步重写。
在某种意义上，“时间原子”是发生的初级“重写事件”。如果一个事件的“输出”需要为另一个事件提供“输入”，那么我们可以认为第一个事件在时间上先于第二个事件——并且这些事件是“类时分离的”。一般来说，我们可以构建一个因果图来显示不同事件之间的依赖关系。
那么这与时间——和时空——有什么关系呢？正如我们将在下面讨论的那样，我们对时间的日常体验是它遵循单一线程。因此，我们倾向于将基本事件的因果图“解析”成一系列切片，我们可以将其视为对应于“连续时间”。与标准相对论一样，通常没有唯一的方法来分配这样的“同时面”序列，结果是存在不同的“参考系”，其中对空间和时间的识别是不同的。
完整的因果图将我们通常认为的空间与我们通常认为的时间捆绑在一起。但最终，时间的进程总是与“在计算上相互构建”的连续事件的选择相关联。而且，是的，由于不同选择的存在，它更加复杂。但是，时间进程作为“进行计算”的基本思想非常相似。（在某种意义上，时间代表宇宙中的“计算进程”，而空间代表其“数据结构的布局”。）
与从分子动力学推导第二定律（或流体力学）非常相似，从超图重写的底层因果图推导爱因斯坦关于时空大尺度行为的方程取决于我们是计算受限的观察者这一事实。但即使我们在计算上受到限制，我们仍然必须“在内部进行一些事情”，否则我们就不会记录——或感知——任何“时间进程”。
正如我最近的观察者理论所捕捉到的那样，像我们这样的观察者的本质似乎是我们等价于世界的许多不同状态，以得出我们对“外部正在发生的事情”的内部感知。在某种程度上，我们可以想象，我们通过增加这些内部感知的速度来感知时间的流逝。如果我们没有增加感知，那么实际上时间对我们来说就会停止——就像我们睡着、麻醉或死亡时发生的那样。
值得一提的是，在某些极端情况下，并非观察者的内部结构使感知到的时间停止；而是宇宙本身的底层结构。正如我们提到的，“宇宙的进程”与底层超图的连续重写有关。但是，当“超图中的活动过多”时（在物理上大致对应于过多的能量-动量），最终可能会出现“无法再进行重写”的情况——因此实际上宇宙的某些部分不再能够前进，“时间在那里停止”。这类似于传统广义相对论中类空奇点（通常与黑洞相关）发生的情况。但现在它有一个非常直接的计算解释：我们达到了一个“不动点”，在这个点上没有更多的计算要做。因此，时间没有进展。
多个时间线程


我们强烈的人类经验是，时间像单线程一样前进。但现在我们的物理学项目表明，在底层，时间实际上是多线程的，或者换句话说，宇宙遵循许多不同的“历史路径”。只是因为我们作为观察者对事物的采样方式，我们才体验到时间是单线程的。
在特定底层超图的层面上，关键在于可能发生许多不同的更新事件，并且每个这样的更新事件序列定义了不同的“历史路径”。我们可以在多路图中总结所有这些历史路径，在该图中，我们合并出现的相同状态：



但是考虑到这种底层结构，为什么我们作为观察者相信时间像单线程一样前进呢？这都与分支空间的概念以及我们在分支空间中的存在有关。许多历史路径的存在导致了量子力学；我们作为观察者最终只感知到一条路径的事实与量子力学中传统上相当神秘的“测量”现象有关。
当我们上面讨论因果图时，我们说我们可以将它们“解析”成一系列“类空”切片，对应于瞬时“空间状态”——由空间超图表示。通过类比，我们同样可以想象将多路图分解成“瞬时切片”。但现在这些切片不代表普通空间的状态；相反，它们代表我们所谓的**分支空间**的状态。
普通空间通过更新事件“编织在一起”，这些更新事件对可以被认为“位于空间中不同位置”的其他事件具有因果效应。（或者，换句话说，空间是由不同事件的基本光锥的重叠编织在一起的。）现在我们可以认为分支空间通过更新事件“编织在一起”，这些更新事件对最终位于历史不同分支上的事件具有影响。
（一般来说，普通空间和分支空间之间存在密切的类比，我们可以定义一个包含“类空”和“类分支”方向的多路因果图——类分支方向支持的不是光锥，而是我们可以称之为纠缠锥的东西。）
那么我们作为观察者如何解析正在发生的事情呢？一个关键点是我们不可避免地是我们正在观察的系统的一部分。因此，整个系统中发生的 branching（和 merging）也在我们身上发生。所以这意味着我们必须问一个“分支的思维”将如何感知一个分支的宇宙。在底层，有很多分支，以及很多“历史线程”。并且有很多计算不可约性（甚至我们可以称之为多计算不可约性）。但是像我们这样的计算受限的观察者必须等价于大多数这些细节，才能得到“适合我们有限的思维”的东西。
我们可以做一个与气体中发生的事情的类比。在底层，有很多分子四处反弹（并以计算不可约的方式运动）。但是像我们这样的观察者比分子大，并且（由于计算受限）我们无法感知它们的个体行为，而只能感知它们的聚集行为——从中我们提取出一组稀少的、计算可约的“流体动力学水平”特征。
空间的底层结构基本上也是如此。在底层，有一个精心变化的离散空间原子网络。但作为大型的、计算受限的观察者，我们只能对聚集特征进行采样，其中许多细节已被等价，并且空间往往看起来是连续的，并且基本上可以用计算可约的方式描述。
那么分支空间呢？嗯，基本上是同一个故事。我们的思维是“大的”，因为它们跨越了许多个体的历史分支。而且它们的计算能力有限，因此无法感知所有这些分支的细节，而只能感知某些聚集特征。那么，在第一个近似中出现的实际上是一个单一的聚集的历史线程。
通过足够仔细的测量，我们有时可以看到“量子效应”，其中多个历史线程是明显的。但在直接的人类层面上，我们似乎总是将事物聚合到我们感知的只是一个单一的历史线程——或者实际上是一个单一的时间进程线程的程度。
这些“聚合”中的任何一个是否都会起作用并不立即显而易见。我们感知到的气体中的重要效应可能取决于单个分子的层面上的现象。或者为了理解空间的大尺度结构，我们必须不断地思考空间原子的详细特征。或者，类似地，我们永远无法保持“一致的历史观”，而总是必须追踪许多个体的历史线程。
但关键在于，为了让我们保持作为计算受限的观察者，我们必须只挑选出计算可约的特征——或者实际上易于描述的有限特征。
与我们的计算有限性密切相关的是我们做出的一个重要假设，即我们作为观察者具有一定的持久性。在每个时刻，我们都由不同的空间原子和多路图中的不同分支构成。然而我们相信我们仍然是“同一个我们”。而关键的物理事实（必须在我们的模型中推导出来）是，在一般情况下，这样做没有不一致之处。
因此，结果是，即使在最底层存在许多“时间线程”——代表许多不同的“量子分支”——像我们这样的观察者（通常）仍然可以成功地认为存在一个单一一致的感知时间线程。
但这里还有另一个问题。说一个观察者（例如一个人的思维或一个测量设备）可以感知历史遵循一个单一、一致的线程是一回事。但不同的人的思维或不同的测量设备呢？为什么他们应该感知任何一种一致的“客观现实”？
我认为，本质上的答案是，它们在分支空间中都足够接近。如果我们考虑物理空间，宇宙中不同部分的观察者显然会“看到不同的事情发生”。“物理定律”可能相同——但附近是否有恒星将有所不同。然而（至少在可预见的未来）对于我们所有人来说，附近总是同一颗恒星。
大概在分支空间中也是如此。在我们人类——拥有共同起源——存在的某个小块中。大概是因为该块相对于所有分支空间来说很小，我们所有人都感知到一致的历史线程和共同的客观现实。
这里有很多微妙之处，其中许多尚未完全弄清楚。在物理空间中，我们知道效应原则上可以以光速传播。在分支空间中，类似的是，效应可以以最大纠缠速度传播（我们不知道它的值，尽管它通过普朗克单位换算与基本长度和基本时间相关）。但在维持我们共享的宇宙“客观”观点时，至关重要的是，我们不要都以光速朝不同方向前进。当然，不会发生这种情况的原因是我们不是零质量的。事实上，大概非零质量是像我们这样的观察者的一个关键部分。
在我们的物理学项目中，大致是超图中事件的密度决定了物理空间中能量（和质量）的密度（及其相关的引力效应）。类似地，大致是多路图（或分支图切片）中事件的密度决定了分支空间中作用的密度——能量的相对论不变量类似物——（及其对量子相位的相关效应）。虽然目前还不完全清楚这是如何工作的，但似乎很可能再次出现当有质量时，效应不会仅仅“以最大纠缠速度向所有方向消失”，而是保持在附近。
“保持在同一个地方”、相信自己是持久的和计算受限之间肯定存在联系。但这些似乎是我们对时间作为单一线程的典型看法所必需的。原则上，我们可以想象与我们截然不同的观察者——例如，拥有能够体验许多不同历史线程的思维（就像理想化量子计算机的内部）。但计算等价性原理表明，此类观察者的门槛很高。它们不仅需要能够处理计算不可约性，还需要能够处理多计算不可约性，其中既包括计算新状态的过程，也包括等价状态的过程。
因此，对于“与我们类似”的观察者，我们可以预期，时间将再次倾向于像我们通常体验到的那样，遵循单一线程，在观察者之间保持一致。
（值得一提的是，所有这些只适用于像我们这样的观察者“在我们这样的情况下”。例如，在黑洞的“纠缠视界”——多路因果图中面向分支的边缘被“捕获”的地方——我们所知的时间在某种意义上“瓦解”，因为观察者将无法“编织在一起”历史的不同分支，以“形成关于发生的事情的一致经典思想”。）
Ruliad 中的时间

在我们目前为止讨论的内容中，我们可以认为时间的进程与规则的重复应用相关联，这些规则逐步“重写宇宙的状态”。在上一节中，我们看到这些规则可以以许多不同的方式应用，从而导致许多不同的潜在历史线程。
但到目前为止，我们假设应用的规则始终相同——这给我们留下了“为什么是那些规则，而不是其他规则？”的谜团。但这就是 ruliad 的用武之地。因为 ruliad 不涉及这种看似随意的选择：它是通过遵循所有可能的计算规则而得到的结果。
人们可以想象 ruliad 的许多基础。人们可以从所有可能的超图重写中创建它。或者所有可能的（多路）图灵机。但最终它是一个单一的、独特的事物：所有可能计算过程的纠缠极限。在某种意义上，“一切事物都可能在 ruliad 的某个地方发生”。但赋予 ruliad 结构的是，所有这些可能发生的不同事物之间存在一种明确的（本质上是几何的）排列和连接方式。
那么我们对 ruliad 的感知是什么？我们不可避免地是 ruliad 的一部分——所以我们“从内部”观察它。但关键在于，我们感知到的关于它的内容取决于我们作为观察者的样子。过去几年我的一个大惊喜是，即使只假设一点关于我们作为观察者的样子，也会立即意味着我们感知到的 ruliad 遵循我们所知的核心物理定律。换句话说，通过假设我们作为观察者的样子，我们实际上可以推导出我们的物理定律。
所有这一切的关键在于 ruliad 中潜在行为的计算不可约性与我们作为观察者的计算有限性（以及我们对自身持久性的相关假设）之间的相互作用。正是这种相互作用给了我们统计力学中的第二定律、时空结构的爱因斯坦方程以及（我们认为）量子力学中的路径积分。实际上发生的是，我们作为观察者的计算有限性使我们将事物等价到我们只对 ruliad 的计算可约切片进行采样的程度，其特征可以用可识别的物理定律来描述。
那么时间如何融入所有这一切？ruliad 的一个核心特征是它是独一无二的——关于它的一切都是“抽象必然的”。就像给定数字、加法和相等的定义，不可避免地会得到 1 + 1 = 2，因此类似地，给定计算的定义，不可避免地会得到 ruliad。或者，换句话说，ruliad 是否存在没有问题；它只是一个不可避免地遵循抽象定义的抽象构造。
因此，在某种程度上，这意味着 ruliad 不可避免地只是“作为一个完整的事物存在”。因此，如果人们可以“从外部观察它”，人们可以将其视为只是一个单一的永恒对象，没有时间概念。
但关键是我们没有“从外部观察它”。我们嵌入在其中。而且，更重要的是，我们必须通过我们计算有限性的“镜头”来观察它。这就是为什么我们不可避免地最终会有一个时间概念。
我们从 ruliad 内的某个点观察它。如果我们不受计算限制，那么我们可以立即计算出整个 ruliad 的样子。但实际上，我们只能“一次一个计算受限的步骤”地发现 ruliad——实际上是逐步应用受限的计算来“在 rulial 空间中移动”。
因此，即使在某种抽象意义上“整个 ruliad 已经存在”，我们也只能一步一步地探索它。这就是赋予我们时间概念的原因，我们通过时间“前进”。
不可避免地，我们可以通过 ruliad 走许多不同的路径。事实上，每个思维（以及每个像我们这样的观察者）——以其独特的内心体验——大概都遵循一条不同的路径。但正如我们对分支空间所描述的那样，我们拥有“客观现实”的共同概念的原因大概是因为我们在 rulial 空间中彼此非常接近；我们在某种意义上形成了一个紧密的“rulial 群”。
值得指出的是，并非我们可能访问的 ruliad 的每个采样都方便地对应于对时间渐进切片的探索。是的，这种“时间进程”是我们物理体验的特征，也是我们描述它的典型方式。但是我们对数学的体验呢？
要说明的第一点是，正如 ruliad 包含所有可能的物理学一样，它也包含所有可能的数学。如果我们构造 ruliad，例如从超图中构造，则节点现在不是“空间原子”，而是抽象元素（我们通常称之为 emes），它们构成数学表达式和数学定理的片段。我们可以认为这些抽象元素现在不是布置在物理空间中，而是布置在某个抽象的元数学空间中。
在我们的物理体验中，我们倾向于保持在物理空间、分支空间等中的局部性。但在“做数学”时，更像是我们在元数学空间中逐渐扩展，开辟出一个“我们假设为真的定理”的领域。虽然我们可以识别某种“扩展路径”来让我们定义某种时间的类似物，但这并不是我们探索 ruliad 的方式的必要特征。
ruliad 中的不同位置在某种意义上对应于使用不同的规则来描述事物。通过类比物理空间中的运动概念，我们可以通过将一组规则完成的计算转换为另一组规则完成的计算来有效地从 ruliad 中的一个位置“移动”到另一个位置。（而且，是的，即使是“纯运动”的可能性也是不平凡的。）但是，如果我们确实保持在 ruliad 中的局部性（并且可以保持我们可以认为是我们的“连贯身份”的东西），那么很自然地会想到存在一条“运动路径”，我们沿着这条路径“随着时间”前进。但是，当我们只是“扩展我们的视野”以涵盖更多范式并将更多 rulial 空间纳入我们思维所涵盖的范围时（这样我们实际上是在“在 rulial 空间中扩展”），这并不是真正相同的故事。我们并没有认为自己是在“为了移动而进行计算”。相反，我们只是识别等价物并使用它们来扩展我们对自身的定义，这至少可以近似地（很像传统物理学中的“量子测量”）发生在“时间之外”。然而，最终，发生的一切都必须是发生的计算的结果。只是我们通常不会将这些“打包”成我们可以描述为明确的时间线程的东西。
那么时间到底是什么？

从我们在这里讨论的范式（和物理学项目思想）来看，“时间是什么？”这个问题在某种程度上很简单：时间是应用计算规则时前进的东西。但关键在于，实际上可以抽象地定义时间，而与这些规则的细节或它们所应用的“基底”无关。使这成为可能的是计算等价性原理，以及它所暗示的普遍存在的计算不可约性现象。
首先，时间可以稳健地被认为是“前进”的，实际上是在线性链中前进的，这是计算不可约性的结果——因为计算不可约性告诉我们，像我们这样的计算受限的观察者通常永远无法“跳跃前进”；我们只需要遵循一系列线性步骤。
但还有别的东西。计算等价性原理意味着在某种意义上只有一种（普遍存在的）计算不可约性。因此，当我们看到不同的系统遵循不同的不可约计算规则时，它们的行为不可避免地具有一定的普遍性。实际上，它们都以相同的方式“积累计算效应”。或者本质上是以相同的方式随时间前进。
这里与热量有密切的类比。即使在很大程度上，不同材料中的详细分子运动也可能明显不同。但事实是，我们最终能够仅通过说它代表一定量的热量来表征任何此类运动，而无需详细说明。这与能够说已经过去了这么多时间非常相似，而不必详细说明反映时间流逝的某个时钟或其他系统实际上是如何工作的。
事实上，这里不仅仅是一个“概念类比”。因为热现象又是计算不可约性的结果。并且存在对其进行统一的“抽象”表征这一事实是计算不可约性普遍性的结果。
但是，值得再次强调的是，就像热量一样，稳健的时间概念取决于我们是计算受限的观察者。如果不是这样，那么我们将能够通过对分子过程进行详细计算来打破第二定律，而我们不会仅用随机性和热量来描述事物。类似地，我们将能够打破时间的线性流动，要么跳跃前进，要么遵循不同的时间线程。
但作为计算不可约过程的计算受限的观察者，基本上不可避免的是——至少在很好的近似下——我们将时间视为构成单一的一维线程的东西。
在传统的基于数学的科学中，人们常常感觉目标应该是“预测未来”——或者实际上是“超越时间”。但计算不可约性告诉我们，一般来说，我们做不到这一点，并且要想知道会发生什么，唯一的方法就是运行与系统本身相同的计算，基本上是一步一步地进行。虽然这对于科学的力量来说似乎令人失望，但我们也可以将其视为赋予时间及其流逝过程以意义和重要性的东西。如果我们总是能够跳跃前进，那么在某种程度上，时间的流逝（或者说，我们生活的过程）永远不会从根本上实现任何东西；我们总是能够说出将会发生什么，而无需“亲身经历”我们是如何到达那里的。但计算不可约性赋予了时间及其流逝过程一种坚硬的、有形的特征。
那么，所有这些对通常讨论时间的方式中出现的各种经典问题（和明显的悖论）意味着什么？
让我们从可逆性的问题开始。传统的物理定律基本上在时间上向前和向后都适用。而 ruliad 在“向前”和“向后”规则之间不可避免地是对称的。那么，为什么在我们典型的体验中，时间似乎总是“朝着相同的方向运行”？
这与第二定律密切相关，它再次是我们计算的有限性与潜在的计算的不可约性相互作用的结果。在某种意义上，为我们定义时间方向的是，我们（通常）发现记住过去比预测未来要容易得多。当然，我们不记得过去的每一个细节。我们只记得“适合我们有限的思维”的某些“过滤”特征。而在预测未来时，我们受到无法“超越”计算不可约性的限制。
让我们回顾一下第二定律是如何工作的。它基本上说，如果我们建立一个“有序”或“简单”的状态，那么它将倾向于“退化”到一个“无序”或“随机”的状态。（我们可以认为系统的演化实际上是将我们起始状态的规范“加密”到我们——作为计算受限的观察者——不再能够识别其有序起源的程度。）但由于我们的基本定律是可逆的，这种退化（或“加密”）必须在我们向前和向后穿越时间时发生：


但关键在于，我们对时间方向的“经验”定义（其中“过去”是我们记住的东西，“未来”是我们难以预测的东西）不可避免地与我们在更大的世界中观察到的“热力学”时间方向一致。原因在于，在这两种情况下，我们实际上都将过去定义为计算受限的东西（而未来可以是计算不可约的）。在经验情况下，过去是计算受限的，因为那是我们能记住的东西。在热力学情况下，它是计算受限的，因为那是我们可以准备的状态。换句话说，“时间之箭”是对齐的，因为在这两种情况下，我们实际上都“要求过去更简单”。
那么时间旅行呢？如果人们认为“时间就像空间一样”，那么这是一个看起来很自然——甚至可能是不可避免的——的概念。但是，当我们以我们在这里的方式思考时间时，它变得不那么自然了：作为应用计算规则的过程。
事实上，在最底层，根据定义，这些规则只是依次应用，产生一个接一个的状态——实际上是“在时间中向一个方向前进”。但是，如果我们不仅考虑原始的、最底层的规则，而且考虑我们实际上可能观察到的它们的影响，事情就会变得更加复杂。例如，如果规则导致的状态与它们之前产生的状态相同（例如，在具有周期性行为的系统中发生），会发生什么？如果我们将现在的状态和之前的状态等价（因此我们将两者表示为单个状态），那么我们最终可能会在我们的因果图中出现一个循环（“闭合类时曲线”）。而且，是的，就应用规则的原始序列而言，这些状态可以被认为是不同的。但关键在于，如果它们在所有特征上都相同，那么任何观察者都不可避免地会认为它们是相同的。
但是，这种等效状态会真正发生吗？一旦存在计算不可约性，状态基本上不可避免地永远不会完全匹配。事实上，为了让状态包含像我们这样的观察者（具有“记忆”等），它们基本上不可能匹配。
但是，我们能否想象一个观察者（或“时间飞船”）会导致状态匹配？也许它可以以某种方式仔细挑选特定的空间原子（或基本事件）序列，从而将其引导至“以前发生过”的状态。事实上，在一个计算简单的系统中，这可能是可能的。但是，一旦存在计算不可约性，这根本不是我们能够期望任何计算受限的观察者能够做到的事情。而且，是的，这与为什么我们不能拥有“打破第二定律”的“麦克斯韦妖”观察者直接类似。或者为什么我们不能拥有某种东西仔细地导航空间的最底层结构以有效地以比光速更快的速度旅行。
但即使不可能出现“观察者的时间倒流”的时间旅行，“感知时间”仍然可以发生变化，例如由于与运动相关的相对论效应。例如，一个经典的相对论效应是时间膨胀，其中当物体运动得更快时，“时间变慢”。而且，是的，在某些假设下，对这种效应有一个直接的数学推导。但在我们努力理解时间的本质时，我们被引导去问它的物理机制可能是什么。事实证明，在我们的物理学项目中，它有一个令人惊讶的直接——几乎是“机械的”——解释。
首先，在我们的物理学项目中，空间及其中的所有事物都由一个不断被重写的超图表示。那么任何物体随时间的演化是由这些重写定义的。但是，如果物体移动，那么实际上它必须“在空间中的不同位置重新创建”——这个过程需要一定数量的重写，从而为物体本身的内在演化留下的重写更少，因此导致时间有效地“变慢”。（而且，是的，虽然这是一个定性描述，但可以使其非常正式和精确，并恢复相对论时间膨胀的常用公式。）
类似的事情发生在引力场中。在我们的物理学项目中，能量-动量（因此引力）实际上与底层超图中更大的活动相关联。这种更大活动的存在导致更多的重写，从而导致该空间区域中任何物体“时间运行得更快”（对应于传统的“引力红移”）。
更极端的版本发生在黑洞的背景下。（事实上，人们可以粗略地将类空奇点视为“时间运行得如此之快以至于结束”的地方。）一般来说——正如我们上面讨论的那样——存在许多“相对论效应”，其中空间和时间的概念以各种方式混合在一起。
但即使在更普通的层面上，对于像我们这样的观察者来说，空间和时间之间也存在着某种至关重要的关系。关键在于，像我们这样的观察者倾向于将世界“解析”成在连续“时间时刻”的一系列“空间状态”。但我们这样做取决于我们的一些非常具体的特征，特别是与时间相比，我们在空间中的有效物理尺度。
在我们的日常生活中，我们通常会看到涉及距离我们几十米的物体的场景。考虑到光速，这意味着来自这些物体的光子会在不到一微秒的时间内到达我们这里。但我们的大脑需要几毫秒才能记录我们所看到的内容。正是这种时间尺度的差异导致我们将世界视为由一系列在连续时间时刻的空间状态组成。
如果我们的大脑“运行”速度快一百万倍（即以数字电子设备的速度），我们会在不同的时间感知到来自场景不同部分的光子，我们大概就不会再将世界视为由在连续时间存在的整体空间状态组成。
如果我们保持大脑的速度不变，但处理更大规模的场景（正如我们在处理航天器、天文学等时已经做的那样），也会发生同样的事情。
但是，虽然这会影响我们认为时间“作用于”什么，但它最终不会影响时间本身的性质。时间仍然是产生世界连续状态的计算过程。计算不可约性赋予时间一定的刚性特征，至少对于像我们这样的计算受限的观察者而言是这样。计算等价性原理允许存在一个独立于所涉及的“基底”的稳健时间概念：无论是我们作为观察者、日常物理世界，还是整个宇宙。
<hr/>能读到这里，相信您也一定开始痴迷于Wolfram的万物均可计算的理论体系了，这里有wolfram的另外一篇文章，系统的阐述了他的理论观点，希望能给大家带来新的启发。

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