时间从何而来？为什么我们会感觉时间在流动？

保罗·戴维斯的心中充满了各种各样的问题。作为亚利桑那州立大学的物理学家，他的研究涵盖了广泛的领域，从抽象的理论物理学和宇宙学到更具体的天体生物学——对地球以外生命的研究。最近，Nautilus与paul davis进行了一次谈话，很自然地谈到了时间，这一直是他感兴趣的话题。以下是这次谈话的部分记录。

时间的流动是真实的还是幻觉？

时间流动是一种幻觉，老实说，我不知道有多少科学家和哲学家会不同意。之所以说它是假的，是因为如果你不这么认为，所谓的时间流到底是什么意思？当我们说某物像河流一样流动时，我们的意思是在某个时刻，河流的一部分处于另一个位置。换句话说，这条河会随着时间而流动。然而，时间不能随着时间移动——时间就是时间。许多人在思想上犯了一个错误。时间不会流动的说法意味着没有时间，时间也不存在。这太荒谬了。时间当然存在。我们用时钟测量它。时钟测量的不是时间的流动，而是时间的间隔。当然，不同事件之间有时间间隔。这正是时钟所测量的。

时间流动的印象来自哪里？

我想打个比方。假设我站了几圈后停下来。然后我会有一种压倒一切的感觉，整个宇宙都在旋转。我感觉到了旋转，但我知道宇宙并没有旋转。同样，我感觉时间在流动，但当然，我知道它不是流动的。此外，对这种幻觉的解释可能与大脑和记忆中的某个东西有关(例如记下某个记忆)。因此，这是我们的感觉，但它不是时间本身的性质之一。

人们思考的另一件事是，他们相信否认时间的流动会否定时间对世界的不对称。当然，世界上的一切都遵循一系列的方向。把一个鸡蛋放在地上，它就会裂开。你不会看到鸡蛋重新组合。地震后建筑物会倒塌，但它们不会自动从废墟中再次升起。在日常生活中，时间不对称的例子很多。这是世界本身的本质。这不是时间的本质，其解释可以追溯到非常早期的宇宙及其初始条件。那是一个完全不同且受人尊敬的话题。

时间会流动吗？这是哲学的一部分。

时间是宇宙的基础吗？

时间和空间是我们阐明所有当前宇宙理论的框架。然而，对于它们是宇宙中较晚的特征还是次要特征，仍然存在一些疑问。也许宇宙的法则基本上是基于一些“前空间”和“前时间”，而这些“时间和空间”来自更基本的东西。

现在，很明显，我们在日常生活中经历的是一个三维世界和一维时间。然而，回到大爆炸——我们不知道宇宙是如何在大爆炸中诞生的，但我们认为量子力学可能与此有关——它可能是我们所说的经典时空概念，一切似乎都有一个明确的定义，也许这一切都结束了。因此，也许不仅物质世界和能量，而且时空本身也是宇宙早期的特殊产物。我们不知道。这项工作还有待研究。

所以时间可能会晚一点？

在我的职业生涯开始之前，关于时间和空间是后来产生的，是次要特征的争论一直萦绕在我们周围，这些次要特征是更原始的东西，或者是我们对自然的描述中的基本要素。美国理论物理学家约翰·惠勒相信这一说法，并在20世纪50年代为此写了一篇文章，声称某些前几何的存在促成了几何的出现，正如原子促成了连续弹性体的出现一样。人们对这句话很感兴趣。

问题是我们没有任何相关的实验。你可以想象这方面的数学模型，但是验证它们似乎是没有希望的。我认为原因是大多数人认为，如果有什么东西支持时间和空间，以及任何偏离我们对时间和空间的连续认知的概念，它可能只出现在所谓的普朗克尺度上。这个尺度比原子核小20个数量级，而我们最好的仪器只能探测到比原子核高几倍的尺度。我们很难在普朗克尺度上以可控的方式进行探测。

如果多元宇宙存在，它们有一个共同的时钟吗？

即使在同一个宇宙中，比较不同观察者和不同地点的时间也是一件非常微妙的事情。当你谈论时钟的速度时，例如，在黑洞表面附近，那里的时钟速度与地球上的非常不同。因此，即使在一个宇宙中也没有共同的时钟。

然而，如果现在有一个多元宇宙，不管每个宇宙有没有自己的时间，你只能在有一定信号传输路径的前提下比较两个宇宙的时间。这取决于你的多元宇宙模型。现在宇宙学家已经提出了许多模型。在人们经常谈论的一个模型中，每个宇宙似乎都处于一个膨胀的超级结构中——形状像气泡——而且没有办法直接比较两个气泡之间的时钟差异。

你认为理解时间的最新进展最令人兴奋的是什么？

我对实验室在时间感知方面所做的工作特别感兴趣，因为我认为他们有能力在未来几年内快速产生结果。例如，在一些著名的实验中，人们显然是在特定的时刻*地做出决定的，但后来发现这些决定实际上是稍早做出的，这表明他们自己对当时时间和行为的感知在事件发生后经历了某种编辑。当我们看这个世界时，我们会看到一个清晰连贯的叙述，但事实上，大脑被来自不同感官的数据轰炸，并整合它们。大脑整合信息，然后呈现连贯的叙述，这似乎就是我们感知的世界本身。因此，我们有这样的印象，我们主宰一切，一切都很顺利。然而，事实上，世界的大部分是一种在事件发生后重建的叙事。

当然，尤其令人震惊的是，人们的反应比思考要快得多。你只需要想象一个钢琴手或网球手，你就能理解他们不能有意识地做出决定——“那个球正朝这个方向飞；我最好搬到那里去打球。”信号到达大脑，然后从大脑到运动系统反应需要很长时间。然而，他们仍然会有一种压倒性的印象，即他们正在实时观察世界并控制一切。我认为这些都是非常吸引人的东西。

就基础物理学而言，关于时间有什么特别的新发现吗？

我认为答案不一定是。确实有一些新想法。我认为这仍然是一个基本问题。我们已经讨论过一个问题:时间是一种后涌现的性质还是一种基本的性质？还有一个时间箭头的最终起源问题，即世界在时间上的不对称性，这仍然是有争议的。我们知道我们必须回到大爆炸，但是仍然有各种各样的问题没有完全解决。然而，从时间测量的角度或对时间本质的任何揭露来看，这些都是一些乌托邦式的哲学或理论问题。

当然，我们总是希望做实验的同事能够改进对时间的测量。在某个阶段，测量方法会变得足够好，我们无疑会看到一些奇怪的现象。还有一个突出的基本问题，那就是，虽然物理学定律在大多数情况下在时间上是对称的，但在某些情况下，一组过程必定与弱相互作用有关，这时这种时间的对称性反转将显示出少量明显的基本坍缩。这一过程似乎发挥了重要作用，并已融入更广泛的宇宙之谜。我认为有些事情仍然有效。因此，在粒子物理领域需要更多的实验来解决时间反转的不对称问题。