為什麼有科學家認為時間是不存在的?

歌盡桃


這個只是一個哲學問題。如何理解時間,每個人都可以有自己的觀點。個別科學家(要看他是哪個領域的科學家)以自己熟悉的理論領域對時間持有不同的觀點也是完全可以理解的。


哲學家的“時間”有點五花八門

在公元前5世紀,希臘的智者安提豐,在他的主要作品《論真理》中保留下來的片段中認為:“時間不是現實(本質),而是概念或衡量標準。”巴門尼德(蘇格拉底之前的希臘哲學家)走得更遠,他主張時間、動作和變化都是幻想,導致他的追隨者芝諾的悖論。作為一種幻覺的時間也是佛教思想中的一個重要主題。

上圖:安提豐的《論真理》紙草書殘片,公元3世紀。


J.M.E.麥克塔加特在他1908年《時間的不現實性》一文中提出:由於每個事件都具有當前和非當前(即未來或過去)的特徵,因此所謂時間是一個自相矛盾的想法。

這些論點往往聚焦於不真實性上。現代物理學家普遍認為時間與空間一樣真實——儘管還有些人,如朱利安·巴伯在他的著作《時間的終結》中,認為宇宙的量子方程在包含現在或瞬間的每一個可能配置形式時情況下才能表現其真實的形式,這種形式被巴伯稱為“柏拉圖尼亞”(Platonia)。


而一種被稱為“當下主義”的現代哲學則僅僅將過去和未來視為人類對運動的解讀,而非時間的真實構成。這個理論不承認存在與過去或未來的所有直接互動,而只把現在視為有形的存在,這是反對時間旅行的哲學理論之一。這與永恆主義(所有時間:現在、過去和未來都是真實的)和不斷增長的區塊理論(現在和過去是真實的,但未來不是)形成了鮮明對比。



物理學家的“時間”有點燒腦

在愛因斯坦重新詮釋與時間和空間相關的物理概念之前,宇宙中的時間被認為是同步的,宇宙中所有觀察者以相同的標準來測量事件之間的時間間隔,這就是牛頓的非相對論經典力學的時間觀念,這個觀念比較容易懂,但不正確,不是我們宇宙的真相,因為我們發射了衛星、對遙遠星系進行觀察之後就發現“整個時間”都不對了。


愛因斯坦則不這麼認為,因為他發現相對於不同的觀察者,時間的流逝因相對速度的不同而不同,相對論因此展開,併產生了這樣讓人困惑的情況——對於宇宙中的某個事件:

  • 如果單看時間,對不同觀察者來說此時間發生的時間是不同的(這取決於觀察者與兩事件的相對速度);
  • 但將時間和空間合起來看,則宇宙中任何事件到觀察者的時空間隔,無論由誰來看都是一樣的。
所以相對論體系中時空間隔這個概念很重要(它對應於三維時空的“距離”這個概念),但往往被一般的科普文章所忽略。

正因為相對論關於時間的認知則是基於四維時空觀,這種反常識的觀念的數學理論基礎在於四維時空的間隔與三維時空距離的定義的差異:


宇宙中兩個事件在四維時空中的距離(術語稱為“間隔”)定義是:

而不是

在四維時空的“間隔”的定義當中包含了一個時間參數ct。c是光速常量。


我們必須記住:四維時空任何事件之間的“時空間隔”無論誰看都是一樣的,但是,不同速度運動的觀察者觀測到的“時間間隔”不同。(千萬注意上述“時空間隔”與“時間間隔”的差異。)


心理學家的“時間”有點詭異

大腦對時間的判斷是高度分散的,時間的感知至少包括大腦皮質、小腦和基底神經節作為其基本組成部分。而一個特定的區域——視交叉上核,則負責晝夜節律,還有一些其他的細胞簇似乎能夠進行短時地計時。

精神類藥物會影響時間的判斷。興奮劑可以導致人類和大鼠高估時間間隔(感覺時間流逝慢),而抑制劑可能會產生相反的效果(時間流逝快)。神經遞質如多巴胺和去甲腎上腺素的大腦活動水平可能就是其根本原因。這些化學物質會激發或抑制大腦神經元的放電,更大的放電率允許大腦記錄給定間隔內更多事件的發生(增加時間的感知,從而產生時間變慢的感覺);而降低放電率,則會降低大腦在給定間隔內對發生的事件的區分能力(降低時間的感知,從而產生時間過得很快的感覺)——經常人在受到驚嚇時會有時間停止的感覺。


不同年紀的人對時間的感受也不一樣,原理就是上面提到的,因為人隨著年紀增加,大腦的放電頻率會逐步下降。

上圖:橫軸是年齡,縱軸是感受到的實際時間。隨著年齡增長,感受到的時間流逝似乎變得越來越快。幼兒的一天是漫長而豐富的,但成年人的一天就跟流水一樣。


總結

時間可以作為一種哲學,但哲學的問題是人人都有“世界觀”,人人對時間都有自己的理解,無腦接受不過是放棄自己的智力權;時間在物理學上也有明確的定義,但不是所有人都能輕易地理解與日常經驗不符合的那種觀念,於是很多人放棄了物理的時間觀念,確實這種觀念的實用範圍實在太小;最後,心理學的時間很詭異,但卻是離我們的生活最近,近得讓人不察的那種。所以時間其本身就有很多內涵,不是簡單的一句“不存在的”就能說清楚的。



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