时间是什么?
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時間(time)是日出日落,時間是晨鐘暮鼓,時間是秒針滴答。可是這些,都是隨時間變化的現象,而不是時間本身。時間在哪里?時間是什么?對這些問題,我們并不知道。
在農業時代,人們日出而作,日落而息,按季節播種、收獲。靠太陽、地球的運行來指導自己的生產勞動就足夠了。但是時間并不在太陽里面,也不在地球里面。
到了工業時代,人們開始進入工廠工作,流水線生產對各環節密切協同提出了嚴格要求,這就要求大規模的同時性生產的可能性。于是人們開始大量使用鐘表,并在規定時間同時上班、下班、工作。但是時間并不在每個人手腕上的鐘表里面,也不在工廠轟鳴的機器里面。
現代物理學家利用原子共振頻率來更加精確的標定時間,這就是原子鐘。信息時代需要更精確的時間同步性。高性能的分布式計算機集群,比如Google Spanner,就使用原子鐘授時來確保分布在全球不同機房的節點具有高精度的同步時鐘。但是時間并不在原子鐘里面,也不在計算機服務器里面。
由此,如德國哲學家康德所說,時間不在我們外部的世界里,而在我們的心中。是我們先擁有了感知時間的抽象能力,然后才從外部世界中感覺到了時間的流逝。時間是一種不由自主的感受,一種情不自禁的想象。當我們觀察到某些情狀時,就會激發起我們對于時間的感受。
按照諾貝爾物理學獎獲得者普利高津的說法,能夠激發我們時間感受的有三類事項:第一類是物質的運動,比如太陽的東升西落;第二類是熵的增加,比如蠟炬成灰、覆水難收;第三類是混沌系統的分叉,比如國家興衰、城市變遷、物是人非。愛情劇里常見的那句“我們再也回不去了”,就是對時間流逝、物是人非的感性寫照。
東周圖書館館長老子曾經這樣寫道,“有物混成,先天地生,寂兮寥兮,獨立而不改,周行而不殆,可以為天地母。吾不知其名,字之曰道,強為之名曰大。大曰逝,逝曰遠。遠曰反。”天地是空間,這個周行不殆、不知其名的,是時間嗎?太陽照常升起,鐘表一天兩圈,古人眼中的時間,也許就是打圈的吧?
《論語》記載,孔子站在河岸上,看著滾滾流去的江水,感慨道:“逝者如斯夫,不舍晝夜。”到了孔子時,對于時間之矢的永不停歇、絕不可逆有了更加深刻的認知。
大科學家愛因斯坦發現外部宇宙中并沒有絕對時間,于是發明了相對論。事實上,在天和號空間站工作的航天員們,他們經歷的時間要比我們地球上流逝的慢一點點。我們的宇宙中其實存在無數能夠讓我們感受時間的事件,但是受我們感知的限制,我們只能想象一個一維的、連續的、不可逆的時間坐標,并把所有從所有事件中所感受到的時間都合并到這個單一坐標上去。當這些事件彼此之間的相對運動發生了變化,我們就會感知到時間的相對變化。
在無需許可(permissionless)的比特幣系統中,我們并不能相信任何一個節點所報告的本地時鐘的時間戳(timestamp),這不是因為時區的問題,而是因為這個時間戳是可以存在誤差、錯誤甚至惡意篡改的。比特幣采用的是不基于信任的模型,甚至對于系統外部的時間報告,我們也不可以信任。正是因為所有參與到比特幣網絡的計算機的時間戳都是在比特幣系統之外進行標定的,那么這些標定時間都是不可以為系統所信任的。
比特幣需要一個內生的時間,通過一個原生的時間戳服務。這個時間戳服務就是區塊鏈。比特幣采用自身的區塊時間(區塊高度)作為計時依據,而不是任何外部時間戳。
因此,中本聰在2008年10月31日發表的《比特幣:一個點到點的電子現金系統》里第3小節“時間戳服務器”中這樣開篇:“我們的解決方案從一個時間戳服務器開始。”細看本篇的插圖中,區塊數據里面并未包含礦工所報告的外部時間戳,這一小節所說的“時間戳”指的就是比特幣的區塊鏈時間戳,即比特幣的區塊時間。這個原生的時間戳,就是區塊的哈希。
比特幣的區塊鏈及其出塊運動,是單調的、一維的、連續的,并由工作量證明計算確保其難以逆轉。這符合我們對于時間的感受,于是我們可以從中感知到時間。
為了讓比特幣的區塊時間和外部現實世界的鐘表時間保持同步,中本聰為比特幣網絡設計了自動難度調節的能力。方法就是讓礦工在通過工作量證明計算推動區塊鏈時鐘向前流逝的同時,在每一個“滴答”的區塊中,同時報告礦工的本地時間戳。雖然這個時間戳有偏差、錯誤乃至偽造的可能性,但是工作量證明的隨機選擇節點,以及對時間漂移范圍的限制,讓這個本地時間戳仍然具有相對安全的參考意義。
在比特幣過去12年的歷史上,因為算力的波動,區塊鏈時鐘時快時慢。當區塊鏈時鐘過快,就提高難度,讓它慢下來;當區塊鏈時鐘過慢,就降低難度,讓它快一點。在過去的幾個月,因為中國礦工的集體關機,我們看到了比特幣歷史上最大幅度的算力下降,出塊速度從每小時約6個塊一度下降到每小時只有4個塊,于是比特幣網絡連續下調難度系數,恢復出塊速度,也就是調快區塊鏈時鐘,展現出驚人的彈性和適應性。
在2009年1月3號比特幣區塊鏈的第一個區塊創世區塊里,中本聰寫下了當天泰晤士報的頭版頭條,“Chancellor on brink of second bailout for banks“。而泰晤士報,英文名稱就叫做,TIMES。
(公眾號:劉教鏈。知識星球:公眾號回復“星球”)
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總結
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