时间是什么?
(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
時(shí)間(time)是日出日落,時(shí)間是晨鐘暮鼓,時(shí)間是秒針滴答。可是這些,都是隨時(shí)間變化的現(xiàn)象,而不是時(shí)間本身。時(shí)間在哪里?時(shí)間是什么?對(duì)這些問題,我們并不知道。
在農(nóng)業(yè)時(shí)代,人們?nèi)粘龆?#xff0c;日落而息,按季節(jié)播種、收獲。靠太陽、地球的運(yùn)行來指導(dǎo)自己的生產(chǎn)勞動(dòng)就足夠了。但是時(shí)間并不在太陽里面,也不在地球里面。
到了工業(yè)時(shí)代,人們開始進(jìn)入工廠工作,流水線生產(chǎn)對(duì)各環(huán)節(jié)密切協(xié)同提出了嚴(yán)格要求,這就要求大規(guī)模的同時(shí)性生產(chǎn)的可能性。于是人們開始大量使用鐘表,并在規(guī)定時(shí)間同時(shí)上班、下班、工作。但是時(shí)間并不在每個(gè)人手腕上的鐘表里面,也不在工廠轟鳴的機(jī)器里面。
現(xiàn)代物理學(xué)家利用原子共振頻率來更加精確的標(biāo)定時(shí)間,這就是原子鐘。信息時(shí)代需要更精確的時(shí)間同步性。高性能的分布式計(jì)算機(jī)集群,比如Google Spanner,就使用原子鐘授時(shí)來確保分布在全球不同機(jī)房的節(jié)點(diǎn)具有高精度的同步時(shí)鐘。但是時(shí)間并不在原子鐘里面,也不在計(jì)算機(jī)服務(wù)器里面。
由此,如德國(guó)哲學(xué)家康德所說,時(shí)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(shí)間的抽象能力,然后才從外部世界中感覺到了時(shí)間的流逝。時(shí)間是一種不由自主的感受,一種情不自禁的想象。當(dāng)我們觀察到某些情狀時(shí),就會(huì)激發(fā)起我們對(duì)于時(shí)間的感受。
按照諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者普利高津的說法,能夠激發(fā)我們時(shí)間感受的有三類事項(xiàng):第一類是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng),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(tǒng)的分叉,比如國(guó)家興衰、城市變遷、物是人非。愛情劇里常見的那句“我們?cè)僖不夭蝗チ恕?#xff0c;就是對(duì)時(shí)間流逝、物是人非的感性寫照。
東周圖書館館長(zhǎng)老子曾經(jīng)這樣寫道,“有物混成,先天地生,寂兮寥兮,獨(dú)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(qiáng)為之名曰大。大曰逝,逝曰遠(yuǎn)。遠(yuǎn)曰反。”天地是空間,這個(gè)周行不殆、不知其名的,是時(shí)間嗎?太陽照常升起,鐘表一天兩圈,古人眼中的時(shí)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(shí),對(duì)于時(shí)間之矢的永不停歇、絕不可逆有了更加深刻的認(rèn)知。
大科學(xué)家愛因斯坦發(fā)現(xiàn)外部宇宙中并沒有絕對(duì)時(shí)間,于是發(fā)明了相對(duì)論。事實(shí)上,在天和號(hào)空間站工作的航天員們,他們經(jīng)歷的時(shí)間要比我們地球上流逝的慢一點(diǎn)點(diǎn)。我們的宇宙中其實(shí)存在無數(shù)能夠讓我們感受時(shí)間的事件,但是受我們感知的限制,我們只能想象一個(gè)一維的、連續(xù)的、不可逆的時(shí)間坐標(biāo),并把所有從所有事件中所感受到的時(shí)間都合并到這個(gè)單一坐標(biāo)上去。當(dāng)這些事件彼此之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)生了變化,我們就會(huì)感知到時(shí)間的相對(duì)變化。
在無需許可(permissionless)的比特幣系統(tǒng)中,我們并不能相信任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)所報(bào)告的本地時(shí)鐘的時(shí)間戳(timestamp),這不是因?yàn)闀r(shí)區(qū)的問題,而是因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間戳是可以存在誤差、錯(cuò)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(duì)于系統(tǒng)外部的時(shí)間報(bào)告,我們也不可以信任。正是因?yàn)樗袇⑴c到比特幣網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)的時(shí)間戳都是在比特幣系統(tǒng)之外進(jìn)行標(biāo)定的,那么這些標(biāo)定時(shí)間都是不可以為系統(tǒng)所信任的。
比特幣需要一個(gè)內(nèi)生的時(shí)間,通過一個(gè)原生的時(shí)間戳服務(wù)。這個(gè)時(shí)間戳服務(wù)就是區(qū)塊鏈。比特幣采用自身的區(qū)塊時(shí)間(區(qū)塊高度)作為計(jì)時(shí)依據(jù),而不是任何外部時(shí)間戳。
因此,中本聰在2008年10月31日發(fā)表的《比特幣:一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的電子現(xiàn)金系統(tǒng)》里第3小節(jié)“時(shí)間戳服務(wù)器”中這樣開篇:“我們的解決方案從一個(gè)時(shí)間戳服務(wù)器開始。”細(xì)看本篇的插圖中,區(qū)塊數(shù)據(jù)里面并未包含礦工所報(bào)告的外部時(shí)間戳,這一小節(jié)所說的“時(shí)間戳”指的就是比特幣的區(qū)塊鏈時(shí)間戳,即比特幣的區(qū)塊時(shí)間。這個(gè)原生的時(shí)間戳,就是區(qū)塊的哈希。
比特幣的區(qū)塊鏈及其出塊運(yùn)動(dòng),是單調(diào)的、一維的、連續(xù)的,并由工作量證明計(jì)算確保其難以逆轉(zhuǎn)。這符合我們對(duì)于時(shí)間的感受,于是我們可以從中感知到時(shí)間。
為了讓比特幣的區(qū)塊時(shí)間和外部現(xiàn)實(shí)世界的鐘表時(shí)間保持同步,中本聰為比特幣網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了自動(dòng)難度調(diào)節(jié)的能力。方法就是讓礦工在通過工作量證明計(jì)算推動(dòng)區(qū)塊鏈時(shí)鐘向前流逝的同時(shí),在每一個(gè)“滴答”的區(qū)塊中,同時(shí)報(bào)告礦工的本地時(shí)間戳。雖然這個(gè)時(shí)間戳有偏差、錯(cuò)誤乃至偽造的可能性,但是工作量證明的隨機(jī)選擇節(jié)點(diǎn),以及對(duì)時(shí)間漂移范圍的限制,讓這個(gè)本地時(shí)間戳仍然具有相對(duì)安全的參考意義。
在比特幣過去12年的歷史上,因?yàn)樗懔Φ牟▌?dòng),區(qū)塊鏈時(shí)鐘時(shí)快時(shí)慢。當(dāng)區(qū)塊鏈時(shí)鐘過快,就提高難度,讓它慢下來;當(dāng)區(qū)塊鏈時(shí)鐘過慢,就降低難度,讓它快一點(diǎn)。在過去的幾個(gè)月,因?yàn)橹袊?guó)礦工的集體關(guān)機(jī),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(shí)約6個(gè)塊一度下降到每小時(shí)只有4個(gè)塊,于是比特幣網(wǎng)絡(luò)連續(xù)下調(diào)難度系數(shù),恢復(fù)出塊速度,也就是調(diào)快區(qū)塊鏈時(shí)鐘,展現(xiàn)出驚人的彈性和適應(yīng)性。
在2009年1月3號(hào)比特幣區(qū)塊鏈的第一個(gè)區(qū)塊創(chuàng)世區(qū)塊里,中本聰寫下了當(dāng)天泰晤士報(bào)的頭版頭條,“Chancellor on brink of second bailout for banks“。而泰晤士報(bào),英文名稱就叫做,TIMES。
(公眾號(hào):劉教鏈。知識(shí)星球:公眾號(hào)回復(fù)“星球”)
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總結(jié)
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