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时间从未流逝,过去与未来可能只是错觉

科普小知识2022-10-20 14:11:38
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从确定的过去到有形的现在,再到不确定的未来,我们感觉时间在无情地流逝。时间的流逝可能是人类对世界感知的最基本的方面,因为我们感觉时间正在我们心中溜走,这种感觉甚至比我们对物质或空间的感知更真实。

时间从未流逝,过去与未来可能只是错觉

然而,这些观点与一个深刻而令人震惊的悖论相冲突:在现有的物理学中,时间流的概念是找不到的。事实上,许多物理学家坚持认为时间根本不流动,它只是存在。一些哲学家甚至认为时间流逝的概念毫无意义,对时间流动的讨论是基于一种幻觉。

“时间流逝”概念的不一致性

我们所说的“时间的流逝”到底是什么意思?多年来,一些哲学家仔细研究了这个问题,并得出了与物理学家相同的结论:“时间流逝”的概念是不一致的。毕竟,这个概念类似于物体的运动。人们通过测量物体位置随时间的变化来谈论物体的运动,例如箭头穿过空间。但是谈论时间运动本身意味着什么呢?当它移动时,是相对于什么的?其他类型的运动将一个物理过程与另一个联系起来,而“时间之流”将时间与自身联系起来。“时间过得有多快?”这些问题本身暴露了时间流逝的荒谬,而“每秒前进一秒”的答案就相当于什么也不说。

在时间中前进,而不是时间

否认时间流动并不意味着过去和未来没有物理上的区别。不可否认,世界上的事件是单向的。例如,落在地板上的鸡蛋会破碎,但相反的过程,即破碎的鸡蛋自发形成完整的鸡蛋,将永远不会被看到。这是热力学第二定律的一个例子,它指出一个封闭系统的熵——可以理解为混乱的程度——将随着时间而上升。

因为自然界充满了不可逆的物理过程,热力学第二定律在这个世界上起着关键作用,导致时间轴上过去和未来方向的明显不对称。传统上,时间之箭指向未来。但这并不意味着时间之箭会“飞”向未来。就像指南针指向北方并不意味着指南针向北移动。两个箭头都表示不对称,而不是移动。

是什么导致了时间流逝的幻觉

鉴于物理学和哲学中对时间的大多数分析都没有发现任何时间流动的迹象,留给我们的是一些谜团。时间在不断流动——这种根深蒂固的印象从何而来?

时间的不对称有两个方面会让我们产生时间流动的错觉。

首先是过去和未来的热力学差异。正如物理学家在过去几十年中所认识到的,熵的概念与系统的信息内容密切相关。因此,记忆的形成是一个单向的过程——新的记忆增加了信息,增加了大脑的熵。我们可以把这种单向性解释为时间的流逝。

第二种可能性是,我们对时间流逝的理解与量子力学有关。根据海森堡的不确定性原理,自然本质上是不确定的,这意味着未来是开放的。这种不确定的行为在原子尺度上最为明显。描述一个物理系统的可观测测量值通常从一个时刻到下一个时刻都是不确定的。例如,一个电子轰击一个原子有许多可能的散射方向,通常不可能预先预测结果。量子不确定性意味着一个特定的量子态有许多(可能是无限的)可供选择的未来。然而,当人类观察者进行测量时,他们得到的是唯一的结果。在测量过程中,一个特定的现实从一系列的可能性中浮现出来。在观察者看来,可能性变成了现实,一个开放的未来变成了确定的过去——这正是我们所认为的时间流动。

牛津大学的罗杰·彭罗斯认为意识,包括时间流动的感觉,可能与大脑中发生的量子过程有关。尽管研究人员还没有发现像大脑中视觉皮层这样的“时间器官”,但未来的研究可能会确定负责感受时间流逝的大脑过程。

如果科学家能找到一种解释,说明时间的流逝只是一种幻觉,那该怎么办?也许我们将不再担心未来或哀悼过去。担心死亡变得和担心出生一样无害。“期待”和“怀旧”可能会从人类词汇中消失。最重要的是,伴随人类活动的紧迫感可能会消失。