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大多数事情都有开始和结束，包括时间本身。那么，是什么火花让它开始了，又会是什么让它结束？

像《神秘博士》这样一档拥有几乎无限时间旅行元素的节目，最令人愉悦的地方莫过于他可以穿梭于任何地方、任何时刻，包括前往宇宙的极端。

博士曾多次穿越数十亿年的未来，到达宇宙的尽头。第十任博士曾在《乌托邦》一集中前往宇宙垂死之日，而第十二任博士则在第八季的《倾听》(Listen)和第九季的《地狱弯曲》(Hell Bent)中也去过那里。

博士还曾深入远古的极端，比如在《逃跑的新娘》(The Runaway Bride)中前往地球的创世时期。

还有一次，他引发了第二次宇宙大爆炸：宇宙的急剧扩张，宇宙学家认为这标志着宇宙的诞生。

事实上，宇宙的开始和结束仍然在挑战着我们的理解。特别是对于时间是如何开始的以及早期宇宙是什么样子的，仍然存在不确定性。至于遥远的未来和时间是否会终结，这更难以说清楚——部分取决于我们对“时间”是什么意思。

宇宙学家普遍认为宇宙在138亿年前的大爆炸中诞生。这是基于几十年的观测结果，显示宇宙中的所有星系都在远离彼此：换句话说，**宇宙正在膨胀。如果你将录像倒带，它看起来像宇宙中的一切最初都聚集在一起。**这暗示着，在最初时刻，一切都被压缩成一个无限小的点或“奇点”——然后在大爆炸中以惊人的速度扩张。

这样一档拥有几乎无限时间旅行元素的《神秘博士》节目令人着迷，人们往往会问在宇宙大爆炸之前发生了什么，但大多数物理学家会表示这个问题是毫无意义的。英国约克大学的天体物理学家艾玛·奥斯本指出：“时间只存在于宇宙存在的时候，宇宙诞生的瞬间就是时间开始的时刻。”

英国牛津大学的量子物理学家弗拉特科·维德拉表示，类似的想法可以在基督教哲学家托马斯·阿奎那的著作中找到：“他说在宇宙被创造之前问上帝在做什么是没有意义的，因为上帝创造了一切，包括时间，所以这个问题毫无意义。”

然而，我们不能确定宇宙大爆炸时的确切情景以及之后发生了什么。“我认为目前仍然是一个开放的问题，”奥斯本说道。

一个关键问题是所提出的奇点是无限小而无限密集的——而无限意味着我们无法真正描述发生了什么。因为无穷大给我们的理论带来了很多问题，一些物理学家主张“奇点实际上并不存在”，加拿大圣凯瑟琳的布鲁克大学的理论物理学家巴拉克·肖尚尼表示，相反，这表明正在使用的理论“不再有效”。

此外，我们宇宙的大部分似乎由暗物质和暗能量组成。我们不知道它们究竟是什么，因此我们无法假设它们在早期宇宙的极端条件下会表现出怎样的行为。

因此，一些宇宙学家正在玩弄其他的想法。一种情景是存在“一个超级宇宙”，包含我们的宇宙以及许多其他宇宙，维德拉说。在这个观点中，大爆炸是“对于我们而言的开始”，但它发生在我们一无所知的更广泛的超级宇宙之内。“人们越来越质疑[宇宙]是否有一个独特的起源。”

似乎清晰的是，自从大爆炸以来，时间只朝一个方向流动。我们经历时间从过去流向现在再到未来的流逝，永远不会回头或改变方向。这与我们对三维空间的体验完全不同，我们可以在其中自由移动。

许多物理学家怀疑“时间之箭”不是宇宙的基本特征，而是从其中包含的物质行为中产生出来的东西。

与奥地利物理学家路德维希·玻尔兹曼相关的一种解释与宇宙中的无序或“熵”有关。一叠整齐排列的纸牌套数和数字的熵很低，而洗过的牌的熵很高——把扑克牌散落在地板上的熵更高。

在整个宇宙中，熵的数量总是在增加。虽然可以在局部区域减少熵，例如整理散落的扑克牌，但这样做涉及的工作会释放热量，这会在其他地方增加熵。（第四任博士的最终故事《洛戈波利斯》的整个情节围绕着熵的不可阻挡的增加展开。）

熵的不断增加是时间之箭的一个可能解释。因为在任何给定时刻，熵极有可能增加而不是减少，所以时间一直朝着更高熵的方向流动。

然而，这种解释存在一个问题。它假设宇宙在低熵状态下开始，因为如果大爆炸后熵很高，它将无法增加。

“事实上，我认为我们对此没有任何证据，”维德拉说。我们对早期宇宙的最佳认识来自被称为宇宙微波背景的微弱辐射，它来自天空各处。辐射的图案“如果有的话，那就是高度熵”。

换句话说，我们在最早期宇宙观察到的状态似乎不像是启动时间之箭的一个非常合理的起点。

“当前的方法是我们只是假设它是一个低熵状态，”加利福尼亚州奥兰治的查普曼大学的哲学家艾米莉·阿德拉姆说。“这并没有什么特别的原因，它就是那样。”

另一种可能的解释是再次假设除了我们自己的宇宙之外还有其他宇宙。“有一群宇宙，它们都有不同的初始状态，”阿德拉姆说。然而，像我们这样的有意识的存在可能只能存在于熵增的宇宙中——正如第十二任博士在《试飞员》一集中向一群迷茫的学生解释的那样。

“我们只是恰好处于那个一开始熵很低的[宇宙]中，” 阿德拉姆说。以高熵开始的宇宙不会支持生命，因此就不会有人在周围提出这个问题。

然而，这涉及假设其他宇宙的存在，这是一个巨大的飞跃。因此，阿德拉姆更喜欢另一种方法。“我偏好的途径是质疑我们在这里使用的解释范式，”她说。

直观地，我们通过参考发生在之前的事情来解释现在：星期二的事件解释星期三的事件。但在思考大爆炸和早期宇宙时，这就产生了问题。“我们只能通过观察较早的事物来解释事物，因此当然不能解释初始状态，” 阿德拉姆说。

阿德拉姆认为，最重要的是宇宙的历史要保持一致，没有任何矛盾或悖论，比如人们回到过去杀死祖父母的情况（参见时间旅行的危险和悖论）。这也是为什么我们应该只经历时间的单向流动的另一个原因——它最小化了这类悖论的机会。但这个内部一致历史的基础可能是违反直觉的。

人们经常将宇宙想象为从过去到未来逐步移动的。阿德拉姆说：“你给它一个初始状态。”然后，就像计算机一样，“它按顺序一步步地产生历史。”

但也许事情并非如此。“你真正想要考虑的是宇宙一次性决定整个历史，”阿德拉姆说。换句话说，不仅过去是固定的：未来也是固定的，只是我们还不知道它是什么样子。

阿德拉姆将这与解数独游戏进行了比较。在这些流行的谜题中，数字必须以这样一种方式放置在一个九九方格中，以使每一行、每一列和每个三乘三的小方块都包含数字一到九。

“在数独游戏中，你不是从一侧开始向另一侧前进，”阿德拉姆说。“你只是以符合所有规则并且是一致的方式选择一个解决方案。把宇宙想象成这样。”

如果这种对时间的看法是正确的，阿德拉姆说：“通过较早的事物解释事物并没有什么特别的优点。”相反，现在、未来和过去都以我们不理解的方式彼此依赖。

我们的语言在这里无法胜任，因为它太过依赖时间的单向流动的假设。上面的解释提到宇宙进行了一次巨大的计算，好像有一个时间它还没有这样做，而在后来的时间它做到了。但如果这种解释是正确的，那么“之前”和“之后”这样的概念就不是真的适用。

你可能需要花点时间来思考这个。

现在，让我们回到时间线的另一端，考虑宇宙的终结。宇宙可能以什么样的方式结束，时间的流动将会发生什么变化？

宇宙学家已经提出了几种可能的宇宙终结场景，每一种都有不同的含义。根据迄今为止的观察，其中一些看起来比其他一些更有可能。

曾经看起来有希望的一个想法，但现在看起来不太可能的是大坍缩。这个想法是，引力的作用最终将停止宇宙的扩张，并导致一切重新聚集——最终导致宇宙终结的奇点，一个逆转的大爆炸。这将意味着时间的流动有一个明确的终结。

然而，自1990年代以来，证据表明宇宙的扩张正在加速，这表明引力不足以阻止它。“从当前的宇宙学来看，好像没有一种合理的方式能够从当前的宇宙学得到大坍缩，”安大略省滑铁卢理论物理学研究所的宇宙学家凯蒂·麦克说。

唯一可能的方式是神秘的加速宇宙膨胀的暗能量改变其行为。“如果它是随时间变化的东西，”麦克说，“那么就可以构想一种从产生膨胀到产生压缩的暗能量版本。”然而，这只是一种猜测。“没有证据表明有这样的东西。”

另一种也被认为不太可能的情景是大撕裂。在这个设想的未来中，“暗能量有点失控，”麦克说。随着星系飞散，宇宙变得越来越空，暗能量变得更为显著。最终，暗能量变得如此强大，以至于首先撕裂星系，然后撕裂空间本身。

这是一个戏剧性的想法，但“大多数宇宙学家并不认为它是一个严肃的可能性，”麦克说。这是因为它似乎需要越来越多的能量，而没有明显的来源。“不清楚是否有一些宇宙基本原理排除了大撕裂的可能性。”

第三个想法是真空衰变。这个情景取决于希格斯场的行为：一种弥漫于整个宇宙的能量场，对使粒子具有质量起关键作用。

2012年，大型强子对撞机的研究人员探测到了相关的粒子，即希格斯玻色子，证实了该场的存在。“希格斯场是重要的事物，”麦克说。“粒子只是我们知道希格斯场存在的方式。”

宇宙学家认为希格斯场的强度并不总是相同。“希格斯场在宇宙非常早期发生了变化，”麦克说。“它设定了今天物理条件的条件。通过创造我们体验到的基本力和粒子的混合，它允许了原子和分子的存在。”

自那时以来，希格斯场一直是稳定的，但理论上它可能会再次改变。如果发生这种情况，一种泡沫将出现，其中物理定律是不同的。“它会改变存在的粒子的混合，改变存在的力的混合，以一种任何标准都使其无法生存的方式改变粒子物理的结构，”麦克说。

而且事情并不会止步于此。“这个泡沫将以光速左右的速度扩展并摧毁一切，”麦克说。“这将彻底毁掉我们。”

好消息是真空衰变只是一种理论可能性，而且只会在数万亿年的未来发生。“但这也是一个随机事件，”麦克说，“所以我们实际上无法预测它可能发生的时间或地点。”

最后，关于宇宙终结最被广泛接受的情景是所谓的热死。这个名字有点令人困惑，因为它暗示着宇宙将会自我燃烧，而实际上它意味着相反的情况。热死将是缓慢而寒冷的。

这个想法相当简单。目前，宇宙正在膨胀，星系正在相互远离。将录像快进，最终星系将相距如此之远，以至于来自一个星系的光永远无法到达其他星系。随着物质扩散，星星将耗尽燃料并变暗。最终，将达到最大熵：一切都将散布得尽可能开。将不再有生命，事实上永远不会再有任何有趣的事物。

这种预测的热死发生在遥远的未来，我们的思维无法理解所涉及的时间跨度。尽管第十二任博士在第九季的《Heaven Sent》一集中的一段关于一只鸟的讲话可能会让你接近理解。

热死对时间的流动有奇怪的影响。在我们的经验中，时间的箭头与熵的增加密切相关，但到了热死的时候，熵将达到最大。“熵无法增加，”麦克说。“没有未来的方向，你失去了时间的箭头。”

然而，阿德拉姆说，另一种时间箭头可能会继续存在。如果时间只朝一个方向流动的原因部分是为了确保一致性，避免矛盾和悖论，那么在热死后没有理由使时间流动停止。“在某种意义上，将始终存在这种基础的线性结构，你可以称之为时间的箭头，”她说。

然而，没有人类或其他有意识的存在会在这种状态下存在。“在那种情况下，你将无法拥有一个有意识的人，”阿德拉姆说。“大概意识的一部分是具有形成记忆和进行思维过程的能力。”这些过程依赖于只有在熵增加时才可能发生的复杂交互。一旦这停止，就没有意识或记忆的可能性。

“你仍然可以谈论时间正在流逝的想法，只是它不是朝着一个方向流动，”麦克说。“这并不是说它不存在，只是它不再有意义。”

“我认为时间有几个方面，”阿德拉姆说。一个是“客观的物理结构”，即使在热死时也将继续存在。“但也有很多与我们对时间的主观体验有关的东西，”她说。“那些东西最终可能会消失。”