時(shí)光流逝只是一種錯(cuò)覺(jué)嗎？（圖片來(lái)源：Max Pixel）

　　來(lái)源：環(huán)球科學(xué)

　　撰文：保羅·戴維斯（Paul Davis），宇宙學(xué)家，亞利桑那州立大學(xué)超越中心主任

　　翻譯：張鑒磊

　　從確定的過(guò)去到有形的現(xiàn)在，再到不確定的未來(lái)，我們感覺(jué)好像時(shí)間在不可阻擋地流逝。時(shí)光流逝可能是人類對(duì)世界的感知中最為基礎(chǔ)的方面，因?yàn)槲覀冊(cè)趦?nèi)心深處感受到時(shí)間在逐漸溜走，這種感覺(jué)甚至比我們對(duì)物質(zhì)或者空間的感知更真切。

　　然而，這些觀點(diǎn)卻和一個(gè)深刻且令人震撼的悖論沖突：在現(xiàn)有的物理學(xué)中，找不到時(shí)間流動(dòng)這個(gè)概念。實(shí)際上，物理學(xué)家堅(jiān)稱時(shí)間根本沒(méi)有流動(dòng)，它僅僅是存在。一些哲學(xué)家甚至主張，時(shí)光流逝這個(gè)概念是無(wú)意義的，對(duì)時(shí)間流動(dòng)的討論是建立在一種錯(cuò)覺(jué)之上的。在我們所處的物理世界中，時(shí)間是最為基本的，對(duì)于這樣的問(wèn)題怎么會(huì)出錯(cuò)呢？還是說(shuō)，時(shí)間有某種關(guān)鍵的特性尚未被科學(xué)家所認(rèn)識(shí)？

　　時(shí)間并非必不可少

　　日常生活中，我們把時(shí)間分成三個(gè)部分：過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。盡管這看起來(lái)是顯而易見(jiàn)的，但與現(xiàn)代物理學(xué)相違背。愛(ài)因斯坦曾在寫給一個(gè)朋友的信件中表達(dá)了這一點(diǎn)，“過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)僅僅是一種錯(cuò)覺(jué)，雖然是極為頑固的那種。”愛(ài)因斯坦令人吃驚的結(jié)論直接來(lái)自于他的狹義相對(duì)論，該理論認(rèn)為，現(xiàn)在這個(gè)時(shí)刻并不具備任何絕對(duì)而普遍的意義。根據(jù)這個(gè)理論，“同時(shí)”是相對(duì)的。在一個(gè)參考系下同時(shí)發(fā)生的兩件事，但如果從另一個(gè)參考系觀察，它們就可能發(fā)生在不同的時(shí)刻。

　　“現(xiàn)在火星上正發(fā)生什么？”這樣的問(wèn)題是沒(méi)有確定答案的。問(wèn)題的關(guān)鍵在于，地球和火星離得很遠(yuǎn)，大概有 20 光分的距離。因?yàn)樾畔o(wú)法傳播得比光快，在地球上的觀測(cè)者是無(wú)法知道同一時(shí)刻火星上的情況的。他必須在事情發(fā)生之后，當(dāng)光有機(jī)會(huì)通過(guò)兩個(gè)星球之間的空間時(shí)才能推斷出答案。在推斷過(guò)去的事件時(shí)，推斷結(jié)果會(huì)因觀測(cè)者的速度不同而有所不同。

　　在下面的場(chǎng)景中，兩個(gè)人——一個(gè)坐在休斯敦的地球人和一個(gè)正在以 80% 的光速橫穿太陽(yáng)系的“火箭客”——嘗試來(lái)回答“現(xiàn)在火星上正發(fā)生什么？”這個(gè)問(wèn)題。一個(gè)火星上的人同意在他的表針指向 12 點(diǎn)整的時(shí)候吃午飯，同時(shí)發(fā)送出信號(hào)。

　　這樣的不協(xié)調(diào)使得任何給現(xiàn)在的時(shí)刻賦予一個(gè)特殊地位的嘗試都是徒勞的。關(guān)鍵在于，這個(gè)“現(xiàn)在”是對(duì)誰(shuí)而言的？如果你和我處在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，對(duì)于一個(gè)事件，我可能會(huì)判斷為還處于尚未決定的未來(lái)，而對(duì)于你來(lái)說(shuō)，這一事件可能已經(jīng)存在于確定的過(guò)去了。

　　最直截了當(dāng)?shù)慕Y(jié)論就是過(guò)去和未來(lái)都已確定。基于這個(gè)原因，物理學(xué)家更喜歡把時(shí)間當(dāng)成是總體上已經(jīng)布局好了的全景時(shí)間，所有過(guò)去的和未來(lái)的事件都已經(jīng)一起在那里了，這種想法有時(shí)候被稱為“塊時(shí)間”。那種認(rèn)為有一個(gè)特殊的時(shí)刻“現(xiàn)在”，或者認(rèn)為有一種過(guò)程可以把未來(lái)系統(tǒng)地變成現(xiàn)在的想法，是與上述全景時(shí)間的觀點(diǎn)不符的。總之，物理學(xué)家眼中的時(shí)間不會(huì)消逝或者流動(dòng)。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)：只有現(xiàn)在才是真實(shí)的

塊時(shí)間的觀點(diǎn)：所有的時(shí)間都是同等真實(shí)的

　　時(shí)間沒(méi)有流逝？

　　在提及“時(shí)間的流逝”時(shí)，我們究竟在表達(dá)什么意思？多年以來(lái)，一些哲學(xué)家仔細(xì)對(duì)此進(jìn)行了考察，他們得到了一個(gè)與物理學(xué)家相同的結(jié)論：“時(shí)間流逝”的概念是不自洽的。畢竟，這種觀念類比了物體的運(yùn)動(dòng)。人們通過(guò)測(cè)定物體的位置隨著時(shí)間的改變，進(jìn)而談?wù)撐矬w的運(yùn)動(dòng)，比如穿過(guò)空間的箭。但是，談?wù)摃r(shí)間本身的運(yùn)動(dòng)是什么意思？ 它運(yùn)動(dòng)時(shí)，是相對(duì)于什么而言呢？其他類型的運(yùn)動(dòng)是把一種物理過(guò)程和另一種關(guān)聯(lián)起來(lái)，而“時(shí)間的流動(dòng)”則是把時(shí)間和自己關(guān)聯(lián)在一起。“時(shí)間走得有多快？”這樣的問(wèn)題本身就暴露了時(shí)間流逝觀念的荒唐，而“每秒鐘前進(jìn)一秒鐘”這樣的回答也等于什么都沒(méi)有說(shuō)。

　　雖然在日常生活中，“時(shí)間在流逝”這樣的表述很方便，但并不是一定要借助這種表達(dá)才能把事情說(shuō)清。考慮下面的場(chǎng)景：愛(ài)麗絲希望有一個(gè)白色的圣誕節(jié)，但是當(dāng)那天到來(lái)時(shí)只下了雨，她很失望；第二天下雪了，她很高興。盡管這個(gè)描述充滿了時(shí)態(tài)并提及了時(shí)間的流逝，但只要把愛(ài)麗絲的心情和日期一一對(duì)應(yīng)地列出來(lái)就能表達(dá)相同的信息，而在這種表述方式里無(wú)需提及時(shí)間的流逝或世界的變化。下面乏味的流水賬就足夠了：

　　12 月 24 日：愛(ài)麗絲期待一個(gè)白色的圣誕節(jié)。

　　12 月 25 日：下雨了，愛(ài)麗絲很失望。

　　12 月 26 日：下雪了，愛(ài)麗絲很高興。

　　在這個(gè)描述中，沒(méi)有什么發(fā)生或者改變，只有這個(gè)世界在不同日子的狀態(tài)和那天愛(ài)麗絲的心情。

　　類似的爭(zhēng)論可以追溯到古希臘的哲學(xué)家，比如巴門尼德（Parmenides）和芝諾（Zeno）。一個(gè)世紀(jì)以前英國(guó)的哲學(xué)家約翰·麥克塔格特（John McTaggart）力圖弄清兩種描述之間的區(qū)別。一種描述方式是記述事件的發(fā)生，他稱為A系列；另一種描述方式是列出日期和當(dāng)時(shí)世界的狀態(tài)，稱為B系列。每一種看起來(lái)都是對(duì)現(xiàn)實(shí)的真實(shí)描述，然而兩種觀點(diǎn)看起來(lái)又似乎是矛盾的。比如，事件“愛(ài)麗絲感到失望”曾處在將來(lái)，然后是現(xiàn)在，最后變成過(guò)去。但是，過(guò)去，現(xiàn)在和未來(lái)是三個(gè)互不歸屬的類別，那么單一事件怎么能同時(shí)被歸入這三類呢。麥克塔格特利用A和B系列之間的這種沖突來(lái)論證時(shí)間的不真實(shí)性。這是一個(gè)略顯極端的結(jié)論。大部分物理學(xué)家的觀點(diǎn)則更加溫和：時(shí)間的流動(dòng)是不真實(shí)的，但是時(shí)間本身卻是和空間一樣真實(shí)存在的。

四維時(shí)空中的時(shí)間

　　在時(shí)間中前進(jìn)，而非時(shí)間在前進(jìn)

　　我們?cè)谟懻摃r(shí)間流逝時(shí)遭遇的困惑，主要源于時(shí)間流逝與所謂的時(shí)間箭頭之間的關(guān)系。否認(rèn)時(shí)間流動(dòng)并不是說(shuō)過(guò)去和未來(lái)在物理上沒(méi)有區(qū)別。不可否認(rèn)世界上的事件構(gòu)成了一種單向序列。比如，一個(gè)雞蛋掉在地板上會(huì)摔碎，然而相反的過(guò)程，即一個(gè)破碎的雞蛋自發(fā)地組成一個(gè)完整的雞蛋絕不會(huì)被看到。這是熱力學(xué)第二定律的一個(gè)例子，其表述為封閉系統(tǒng)地熵——可以理解為混亂的程度——會(huì)隨著時(shí)間上升。

　　因?yàn)樽匀唤缰谐錆M了不可逆的物理過(guò)程，所以熱力學(xué)第二定律在這個(gè)世界發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用，導(dǎo)致時(shí)間軸上過(guò)去和未來(lái)兩個(gè)方向出現(xiàn)了明顯的不對(duì)稱。按照慣例，時(shí)間之箭指向未來(lái)。但這不意味著時(shí)間之箭是“飛向”未來(lái)的。就像羅盤指向北方并不表示羅盤向北運(yùn)動(dòng)。這兩種箭頭指示的都是一種不對(duì)稱性，而不是一種運(yùn)動(dòng)。用“過(guò)去”和“未來(lái)”指示時(shí)間的方向是可以的，就像“上”和“下”可以用于表示空間的方向，但是談?wù)撨^(guò)去或者未來(lái)本身就如談?wù)撋虾拖乱粯樱菬o(wú)意義的。

　　想象一段記錄雞蛋落到地板上碎掉的過(guò)程的影片，我們用這個(gè)例子可以生動(dòng)地說(shuō)明過(guò)去、未來(lái)的概念與“過(guò)去本身”、“未來(lái)本身”概念的區(qū)別。如果影片用放映機(jī)倒放，每個(gè)人都能看出其順序是不真實(shí)的。現(xiàn)在想象如果把電影膠片剪成一個(gè)個(gè)鏡頭并隨機(jī)打亂，那么把這堆鏡頭重新排列成正確的順序是簡(jiǎn)單的工作：把破碎雞蛋的畫面放在頂端，把完整的雞蛋放在最下面。這樣可以排列出一個(gè)空間中的序列，保持了由時(shí)間箭頭帶來(lái)的不對(duì)稱性，證明時(shí)間上的不對(duì)稱性是世界的一種性質(zhì)，而不是時(shí)間本身的性質(zhì)。要顯示出時(shí)間箭頭并不用真的把影片放映一遍。

　　鑒于物理學(xué)和哲學(xué)中多數(shù)對(duì)時(shí)間的分析都沒(méi)能發(fā)現(xiàn)任何時(shí)間流動(dòng)的跡象，那么留給我們的就是一些謎團(tuán)。世界在連續(xù)地流動(dòng)——這種根深蒂固的印象是源于何處呢？某些研究者，尤其是諾貝爾獎(jiǎng)得主、化學(xué)家伊利亞·普里高津（Ilya Prigogine）主張，物理學(xué)的不可逆過(guò)程使得時(shí)間流動(dòng)成了世界的一個(gè)客觀性質(zhì)。但是我和其他一些人則認(rèn)為這仍然是某種錯(cuò)覺(jué)。

　　畢竟，我們沒(méi)有真正地觀測(cè)到時(shí)間的流逝。我們真正觀測(cè)到的是，世界較晚時(shí)候的狀態(tài)不同于我們記憶中先前的狀態(tài)。我們記得過(guò)去而不記得未來(lái)，這體現(xiàn)的不是時(shí)間在流逝，而是時(shí)間的不對(duì)稱性。用時(shí)鐘測(cè)量不同事件之間的持續(xù)時(shí)間很像是用卷尺測(cè)量不同地方間的距離；這不是在測(cè)量一個(gè)時(shí)刻接替另一個(gè)時(shí)刻的“速率”。因此，看起來(lái)時(shí)間之流是主觀的，而不是客觀的。

　　活在當(dāng)下

　　這種錯(cuò)覺(jué)迫切需要解釋，解釋可以是心理學(xué)層面上的，也可能是神經(jīng)生物學(xué)、語(yǔ)言學(xué)的或是文化層面上的。現(xiàn)代科學(xué)還沒(méi)有開(kāi)始考慮我們是如何感受到時(shí)間流逝的，我們只能猜測(cè)答案。它也許和大腦的某些功能有關(guān)。如果身體旋轉(zhuǎn)幾圈并突然停止，你會(huì)感到頭暈。主觀上看起來(lái)，好像是世界在圍繞著你旋轉(zhuǎn)，但是眼睛清楚地告訴你：事實(shí)并非如此。你周圍的物體看上去在運(yùn)動(dòng)，其實(shí)是內(nèi)耳里的液體旋轉(zhuǎn)所造成的一種幻覺(jué)。或許時(shí)間流動(dòng)也與此類似。

　　時(shí)間的不對(duì)稱性有兩個(gè)方面可以讓我們產(chǎn)生時(shí)間在流動(dòng)的錯(cuò)覺(jué)。

　　第一個(gè)是過(guò)去和未來(lái)之間的熱力學(xué)差異。正如物理學(xué)家在過(guò)去的幾十年所認(rèn)識(shí)到的那樣，熵的概念與系統(tǒng)的信息含量是緊密相關(guān)的。由于這個(gè)原因，記憶的形成是單向過(guò)程——新的記憶增添信息并增加了大腦的熵值。我們也許把這一單向性理解為時(shí)間的流逝。

　　第二種可能是我們對(duì)時(shí)間流逝的理解與量子力學(xué)有某種關(guān)系。與空間頗為不同，時(shí)間以一種獨(dú)特的方式進(jìn)入到量子理論中，這在量子力學(xué)建立初期就被人們注意到了。時(shí)間的獨(dú)特角色是量子力學(xué)和廣義相對(duì)論難以融合的一個(gè)原因。根據(jù)海森堡不確定性原理，自然原本就是非決定論的，它意味著未來(lái)是開(kāi)放的（同樣也意味著過(guò)去是開(kāi)放的）。這種非決定性在原子尺度表現(xiàn)得最為明顯，描述一個(gè)物理系統(tǒng)的可觀測(cè)量從一個(gè)時(shí)刻到下一個(gè)時(shí)刻通常是未定的。

　　例如，一個(gè)轟擊原子的電子可能的散射方向有很多個(gè)，通常無(wú)論如何都不可能提前預(yù)言結(jié)果是什么。量子的非決定論意味著對(duì)于一個(gè)特定的量子態(tài)，有很多（可能無(wú)限）可供選擇的未來(lái)。量子力學(xué)可以給出每一種觀測(cè)結(jié)果的概率，盡管無(wú)法斷言哪一種潛在的未來(lái)是注定的現(xiàn)實(shí)。

　　但是，當(dāng)人類觀測(cè)者進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得到的是唯一的結(jié)果；比如，觀測(cè)者會(huì)發(fā)現(xiàn)反彈的電子沿著某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。在測(cè)量時(shí)，一個(gè)特定的現(xiàn)實(shí)從數(shù)量巨大的一系列可能性中顯現(xiàn)出來(lái)。在觀測(cè)者看來(lái)，可能性轉(zhuǎn)化為真實(shí)性，開(kāi)放的未來(lái)變成了確定的過(guò)去——這正是我們所說(shuō)的時(shí)間之流。

　　許多潛在的未來(lái)是怎樣變成唯一的現(xiàn)實(shí)的？物理學(xué)家對(duì)此并沒(méi)有達(dá)成一致的意見(jiàn)。許多物理學(xué)家認(rèn)為這和觀測(cè)者的意識(shí)有關(guān)，其基礎(chǔ)在于觀測(cè)行為讓自然做出了決定。一些研究者，比如牛津大學(xué)的羅杰·彭羅斯（Roger Penrose）主張意識(shí)——包括時(shí)間流動(dòng)的感覺(jué)——可能與發(fā)生在大腦中的量子過(guò)程有關(guān)。

　　盡管研究者沒(méi)有在大腦中找到類似視覺(jué)皮層那樣的“時(shí)間器官”，但未來(lái)的研究有可能確定那些負(fù)責(zé)感受時(shí)間流逝的腦過(guò)程。我們可以想象，用某種藥物抑制時(shí)間流逝這種主觀印象。一些人也聲稱可以通過(guò)冥想自然地達(dá)到這樣的精神狀態(tài)。

　　那么假如科學(xué)家可以找到一種解釋，證明時(shí)間的流逝只是一種錯(cuò)覺(jué)，那將如何呢？也許我們不會(huì)再為未來(lái)焦慮或?yàn)檫^(guò)去悲傷。憂慮死亡變得像擔(dān)心出生一樣無(wú)關(guān)痛癢。“期待”和“懷舊”可能會(huì)從人類的詞匯中消失。最重要的，與人類活動(dòng)如影隨行的緊迫感可能會(huì)壽終正寢。“過(guò)去”、“現(xiàn)在”和“未來(lái)”的概念，可能都會(huì)成了過(guò)去。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的时间从未流逝？“过去”与“未来”可能只是错觉的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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