時間的流逝可能是一種錯覺

“及時行樂，歲月不饒人。” 17世紀英國詩人羅伯特·赫裡克寫道，捕捉了時間飛逝這一普遍的陳詞濫調。誰又能懷疑它確實如此呢？時間的流逝可能是人類感知最基本的方面，因為我們感覺到時間在我們內心深處悄然流逝，這種感覺比我們對空間或質量的體驗更為親切。時間的流逝被比作飛箭和奔流不息的河流，無情地將我們從過去帶向未來。莎士比亞寫到“時間的飛輪”，他的同胞安德魯·馬維爾寫到“時間飛逝的馬車匆匆駛近”。

儘管這些意象令人回味，但它們與一個深刻而具有破壞性的悖論相悖。已知物理學中沒有任何東西與時間的流逝相對應。實際上，物理學家堅持認為時間根本不流動；它只是存在。一些哲學家認為，時間流逝的概念本身就是無稽之談，而關於時間之河或時間流動的說法是基於誤解。對於我們體驗到的物理世界來說如此基本的東西，怎麼會變成一個身份認同錯誤的情況呢？或者，是否存在科學尚未發現的時間的關鍵特性？

時間並非本質

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在日常生活中，我們將時間分為三個部分：過去、現在和未來。語言的語法結構圍繞著這個基本區分展開。現實與當下時刻相關聯。我們認為過去已經消失，而未來則更加虛幻，其細節尚未形成。在這個簡單的圖景中，我們意識覺醒的“當下”穩步向前滑動，將曾經在未形成的未來中的事件轉變為具體的但轉瞬即逝的現實——然後將它們歸入已確定的過去。

儘管這種常識性的描述似乎顯而易見，但它與現代物理學嚴重不符。阿爾伯特·愛因斯坦在給朋友的信中寫道：“過去、現在和未來只是一種錯覺，即使是很頑固的錯覺。” 愛因斯坦驚人的結論直接源於他的狹義相對論，該理論否定了當下時刻的任何絕對的、普遍的意義。根據該理論，同時性是相對的。從一個參考系觀察，同時發生的兩個事件，如果從另一個參考系觀察，可能發生在不同的時刻。

像“現在火星上正在發生什麼？”這樣一個看似無害的問題沒有明確的答案。關鍵在於地球和火星相距遙遠——最遠約 20 光分鐘。由於資訊無法以超過光速的速度傳播，因此地球上的觀察者無法知道火星上的情況。他必須在事件發生後，當光有機會在行星之間傳播時，才能推斷出答案。推斷出的過去事件會因觀察者的速度而異。

例如，在未來載人火星探險期間，地球上的任務控制人員可能會說：“我想知道瓊斯指揮官現在在阿爾法基地做什麼。” 看著他們的時鐘，看到火星時間是下午 12:00，他們的答案可能是“吃午飯”。但是，一位在同一時刻以接近光速的速度飛過地球的宇航員，在看他的時鐘時，可能會說火星上的時間早於或晚於下午 12:00，這取決於他的運動方向。那位宇航員對關於瓊斯指揮官活動的問題的答案將是“做午飯”或“洗碗”[參見下面的“一切都是相對的”圖表]。這種不匹配使得任何賦予當下時刻特殊地位的嘗試都成為笑話，因為“現在”指的是誰的時刻？ 如果你和我在相對運動，那麼對於我來說可能仍在未確定的未來中的事件，對於你來說可能已經存在於已確定的過去中。

最直接的結論是，過去和未來都是確定的。因此，物理學家更喜歡將時間視為完全展開——一個時景，類似於風景——所有過去和未來的事件都位於那裡。這是一種有時被稱為塊狀時間的觀念。對自然的這種描述完全沒有突出任何特權、特殊時刻作為現在的概念，也沒有任何系統地將未來事件轉變為現在事件，然後再轉變為過去事件的過程。簡而言之，物理學家的時間不會流逝或流動。

時間如何不飛逝

多年來，許多哲學家透過研究我們通常所說的“時間流逝”也得出了相同的結論。他們認為，這個概念在內部是不一致的。畢竟，流動的概念指的是運動。談論物理物體的運動是有意義的，例如箭頭穿過空間，透過衡量其位置隨時間的變化。但是，時間的運動本身可以附加什麼意義呢？相對於什麼運動呢？雖然其他型別的運動將一個物理過程與另一個物理過程聯絡起來，但所謂的時間流動將時間與自身聯絡起來。提出一個簡單的問題“時間流逝的速度有多快？” 揭示了這個想法本身的荒謬性。微不足道的答案“每秒一秒”根本沒有告訴我們任何資訊。

儘管我們發現在日常事務中提及時間的流逝很方便，但這個概念並沒有傳達任何不使用它就無法傳達的新資訊。考慮以下情景：愛麗絲希望過一個白色聖誕節，但當那一天到來時，她很失望，只下了雨；然而，她很高興第二天下了雪。儘管這段描述充滿了時態和對時間流逝的提及，但透過簡單地將愛麗絲的精神狀態與日期相關聯，以一種省略所有對時間流逝或世界變化的提及的方式，可以傳達完全相同的資訊。因此，以下繁瑣且相當枯燥的事實目錄就足夠了

12 月 24 日：愛麗絲希望過一個白色聖誕節。

12 月 25 日：下雨了。愛麗絲很失望。

12 月 26 日：下雪了。愛麗絲很高興。

在這個描述中，什麼都沒有發生或改變。僅僅是世界在不同日期的狀態以及愛麗絲相關的精神狀態。

類似的論點可以追溯到古代希臘哲學家，如巴門尼德和芝諾。一個世紀前，英國哲學家約翰·麥克塔格特試圖明確區分用事件發生來描述世界（他稱之為 A 系列）和用與世界狀態相關的日期來描述世界（B 系列）。每種描述似乎都是對現實的真實描述，但兩種觀點似乎相互矛盾。例如，“愛麗絲感到失望”這一事件曾經在未來，然後在現在，然後在過去。但過去、現在和未來是互斥的類別，那麼一個單一事件怎麼可能具有屬於所有三個類別的特徵呢？麥克塔格特利用 A 系列和 B 系列之間的這種衝突來論證時間的非現實性，這可能是一個相當極端的結論。大多數物理學家會用不那麼戲劇化的方式來表達：時間的流逝是不真實的，但時間本身與空間一樣真實。

恰逢其時

在討論時間流逝時，一個主要的困惑來源來自於它與所謂的“時間之箭”的聯絡。否認時間流動並不是聲稱“過去”和“未來”的稱謂沒有物理基礎。世界上的事件無疑形成了一個單向序列。例如，掉在地上的雞蛋會摔成碎片，而相反的過程——破碎的雞蛋自發地組裝成完整的雞蛋——是永遠不會發生的。這是熱力學第二定律的一個例子，該定律指出，封閉系統的熵——粗略地定義為它的無序程度——會隨著時間而增加。完整的雞蛋的熵低於破碎的雞蛋。

由於自然界中存在大量不可逆的物理過程，熱力學第二定律在時間軸上過去和未來方向之間賦予世界明顯的非對稱性方面起著關鍵作用。按照慣例，時間之箭指向未來。然而，這並不意味著箭正在向未來移動，正如指南針的指標指向北方並不表示指南針正在向北行進一樣。兩個箭頭都象徵著不對稱，而不是運動。時間之箭表示世界在時間上的不對稱性，而不是時間的不對稱性或流動。 “過去”和“未來”的標籤可以合法地應用於時間方向，正如“向上”和“向下”可以應用於空間方向一樣，但談論過去或未來就像提及向上或向下一樣毫無意義。

過去性或未來性與“過去”或“未來”之間的區別透過想象一部電影來圖形化地說明，例如，雞蛋掉在地板上並破碎。如果膠片在放映機中倒放，每個人都會看到這個序列是不真實的。現在想象一下，如果膠片被切割成幀，並且幀被隨機打亂。對於某人來說，將一堆幀重新排列成正確排序的序列將是一項簡單的任務，破碎的雞蛋在堆疊的頂部，完整的雞蛋在底部。這個垂直堆疊保留了時間之箭所暗示的不對稱性，因為它在垂直空間中形成了一個有序的序列，證明時間的不對稱性實際上是世界狀態的屬性，而不是時間本身的屬性。膠片實際上不必作為電影放映才能辨別出時間之箭。

鑑於大多數物理和哲學對時間的分析都未能發現任何時間流逝的跡象，我們留下了一些神秘之處。我們應該將世界處於持續流動狀態的強烈而普遍的印象歸因於什麼？一些研究人員，特別是已故的諾貝爾獎獲得者化學家伊利亞·普里戈金，認為不可逆過程的微妙物理學使時間流逝成為世界的客觀方面。但我和其他人認為這是一種錯覺。

畢竟，我們並沒有真正觀察到時間的流逝。我們實際觀察到的是，稍後狀態的世界與我們仍然記得的早期狀態不同。我們記住過去而不是未來，這並不是對時間流逝的觀察，而是對時間不對稱性的觀察。除了有意識的觀察者之外，沒有人記錄時間的流逝。時鐘測量事件之間的時間間隔，就像捲尺測量地點之間的距離一樣；它不測量一個時刻接替另一個時刻的“速度”。因此，時間流逝似乎是主觀的，而不是客觀的。

活在當下

這種錯覺迫切需要解釋，而這種解釋應該在心理學、神經生理學以及可能的語言學或文化中尋找。現代科學幾乎還沒有開始考慮我們如何感知時間流逝的問題；我們只能推測答案。它可能與大腦的功能有關。如果你旋轉幾圈並突然停下來，你會感到頭暈。主觀上，世界似乎相對於你在旋轉，但你眼睛的證據很清楚：事實並非如此。你周圍環境的明顯運動是內耳中液體旋轉產生的錯覺。也許時間流動也是類似的。

時間不對稱性有兩個方面可能會產生時間正在流逝的錯誤印象。第一個是過去和未來之間的熱力學區別。正如物理學家在過去幾十年中意識到的那樣，熵的概念與系統的資訊內容密切相關。因此，記憶的形成是一個單向過程——新記憶增加資訊並提高大腦的熵。我們可能會將這種單向性感知為時間的流逝。

第二種可能性是，我們對時間流逝的感知在某種程度上與量子力學有關。從量子力學公式化的最早時期就認識到，時間以一種獨特的方式進入理論，與空間截然不同。時間的特殊作用是使量子力學與廣義相對論如此難以融合的原因之一。海森堡不確定性原理（根據該原理，自然本質上是不確定的）意味著開放的未來（以及就此而言，開放的過去）。這種不確定性在原子尺度的大小上表現得最為明顯，並且決定了表徵物理系統的可觀察屬性通常從一個時刻到下一個時刻都是不確定的。

例如，一個撞擊原子的電子可能會在許多方向上反彈，並且通常不可能提前預測在任何給定情況下會發生什麼結果。量子不確定性意味著，對於特定的量子態，存在許多（可能是無限的）替代未來或潛在現實。量子力學提供了每個可觀察結果的相對機率，儘管它不會說明哪個潛在的未來註定要成為現實。

但是，當人類觀察者進行測量時，只會獲得一個結果；例如，將發現反彈的電子沿某個方向移動。在測量行為中，一個單一的、特定的現實從大量的可能性中投射出來。在觀察者的頭腦中，可能性轉變為現實，開放的未來轉變為已確定的過去——這正是我們所說的時間流動。

物理學家對於這種從多種潛在現實到單一現實的轉變如何發生沒有達成一致意見。許多物理學家認為，這與觀察者的意識有關，理由是正是觀察行為促使自然做出決定。少數研究人員，如牛津大學的羅傑·彭羅斯，認為意識——包括時間流逝的印象——可能與大腦中發生的量子過程有關。

儘管研究人員未能在大腦中找到單個“時間器官”的證據，就像視覺皮層一樣，但未來的工作可能會確定那些負責我們時間流逝感的腦部過程。可以想象，有些藥物可以暫停受試者對時間流逝的印象。事實上，一些冥想實踐者聲稱能夠自然地達到這種精神狀態。

如果科學能夠解釋清楚時間的流逝呢？也許我們將不再為未來煩惱，也不再為過去悲傷。對死亡的擔憂可能會變得像對出生的擔憂一樣無關緊要。期望和懷舊可能會不再是人類詞彙的一部分。最重要的是，依附於如此多人類活動的緊迫感可能會消失。我們將不再是亨利·沃茲沃思·朗費羅“行動起來，活在當下”的懇求的奴隸，因為過去、現在和未來將真正成為過去的事情。