如果某些理論是正確的，時間可能不會流動：所有時刻都將存在，而我們只會經歷一段已經完整的歷史。
我們都在看時鐘。有時有壓力，有時不尋常，但永遠相信它 時間像河流一樣從過去流向未來不懈地前進。或者，至少，我們是這麼感覺的。然而，在理論物理學和物理學哲學中，我們看來確定的東西似乎並不存在：如果這種流動只是一種幻覺呢？
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幾十年來，甚至幾個世紀以來，從亞里士多德到聖奧古斯丁，科學家和哲學家一直試圖 它們揭示了時間的真實本質。他們的發現——或者更確切地說，他們還無法解釋的東西——表明時間可能並不完全是我們想像的那樣。
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“時間是不可調和的因素”解釋到 青年科學家 Nicole Yunger Halpern，馬里蘭州國家標準與技術研究所的物理學家。 “時間看起來更像是我們手動輸入的理論組成部分，而不是物理屬性。”
物理學無法調和的三種時間版本
對於物理學家來說， 時間是個問題 它至少出現在三個難以相互協調的版本中。事實上，現代物理學對其真實本質提供了一幅令人不安的圖景。
首先是所謂的“協調時間”：在許多描述物理現象的方程中——從網球的運動到原子核的衰變——時間只是作為一個數學參數，一個允許我們指示事件何時發生的數字坐標。在這種情況下，時間並不是流動的東西，而是一個允許變化排序的參數。
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然後是相對論時刻。阿爾伯特·愛因斯坦通過表明“現在”並不普遍，使情況變得更加複雜。相對論表明了這一點 兩個觀察者以不同的速度移動 他們可能對事件的順序存在不同意見。這樣，時間就不再是所有人的共同時鐘，而是成為時空結構的一部分，時空是另一個受重力和運動影響的維度。
最後，還有熱力學時間也許這是時間似乎只朝一個方向移動的唯一明確跡象。這個時間箭頭遵循熱力學第二定律，根據該定律，描述系統無序程度的熵趨於增加。這就是為什麼玻璃掉到地上會碎成碎片，煙霧散入空氣中，但這兩個過程都不會在相反的方向自發發生。
問題是這些版本都不匹配 與我們對時間的主觀體驗無關，也與彼此無關。更糟糕的是：許多最基本的方程向前和向後的工作原理都是一樣的。數字中沒有指向未來的箭頭。
對於一些思想家來說，例如哲學家阿德里安·巴登（Adrian Bardon），我們的感受是 “時間的流逝”無非是我們給自己講的故事。正如中所解釋的 副大腦構建了一個時間線來使經驗具有連貫性，並且與顏色一樣，我們將這種構建與外部世界的屬性相混淆。
相對論強化了這種懷疑：一個觀察者同時發生的事件可能與另一個觀察者不同時發生。正如所指出的 副這個理論摧毀了我們暫時直覺的“最後的避風港”。不存在普遍的“現在”，而是分佈在時空中的事件網絡。從某種意義上說，過去、現在和未來是共存的。從這個角度來看，它們之間的區別只不過是一種幻覺，儘管它始終令人信服。
量子悖論：時間無法測量
但物理學更進一步。量子理論引入了另一個困難：在量子領域中，沒有像其他物理性質那樣直接測量時間的方法。正如 Yunger Halpern 所解釋的那樣，“你可以測量粒子所在的位置，但永遠無法測量它所在的時間。”這位科學家表示，在這種情況下，時間不再是量子系統的物理屬性，而是我們手動輸入來描述它們的參數。
這一悖論導致一些物理學家提出了一個激進的問題： 如果時間不是基礎，而是從我們尚不理解的更深層次結構中產生的怎麼辦？
1983年，物理學家唐·佩奇和威廉·伍特斯提出了一個大膽的答案。他們想像 宇宙 就像一個巨大的量子波函數，它本身不會檢查或改變： 它是永恆的。然而，通過將這種結構分成兩部分——一部分描述所有可觀測物質，另一部分充當“內部時鐘”——兩者之間的量子糾纏將使時間出現。根據這個想法，通過讀取時鐘，我們選擇（或設置）系統其餘部分在該“時刻”的相關狀態。那麼，時間就是由於糾纏而出現的。
引用的類比 青年科學家 有助於形象化這個想法：讓我們想像一下放在桌子上的手稿，其中開頭、中間和結尾已經同時存在。然而，為了讓這個故事有意義，我們必須按順序閱讀它。編號連接的場景實際上是固定的。根據佩奇和伍特斯的提議，類似的事情也可能發生在宇宙中：變化不一定是故事本身，而是我們穿越故事的方式。
當時，這個想法很令人興奮，但距離任何實驗驗證還很遠。幾十年來，它只不過是一種優雅的理論練習。然而，2024 年，意大利國家研究委員會的物理學家 Paola Verrucchi 受此機制的啟發，成功建立了一個可行的數學模型： 一個將磁性時鐘與另一個類似於彈簧的量子系統糾纏在一起的系統。
從外面看，建築群保持靜止。但相對於內部時鐘，彈簧似乎按時間順序伸展和收縮。最引人注目的是，即使系統規模擴大，這種行為仍然存在，這表明時間錯覺可能不僅僅局限於量子世界。
黑洞作為宇宙的宇宙鐘
這一系列研究的另一個令人驚訝的發現是測量時間會產生熵。換句話說，時鐘——即使是最簡單的時鐘——不僅記錄時間的流逝：它們還會產生熱量。
根據 青年科學家， 維也納技術大學的 Marcus Huber 和牛津大學的 Natalia Ares 進行了調查 當我們將時鐘降低到最基本的量子水平時會發生什麼？。他們的結果描述了一種權衡：滴答聲越精細、越頻繁（它嘗試提取的時間信息越多），它產生的熵就越大。當您嘗試從中提取信息時，即使是近乎完美的時鐘也會變得不穩定。
所有這一切都開啟了一個有趣的可能性：如果時間向前推進的感覺並不依賴於它作為某種基本事物的存在，而是依賴於我們與用來測量它的系統的交互，那會怎樣呢？
讓我們回到 Page-Wootters 模型時鐘。韋魯基和他的同事亞歷山德羅·科波建議也許 宇宙已經有了物理時鐘：黑洞。它們是高能係統，幾乎是孤立的，因為沒有任何東西可以逃脫它們的事件視界，並且正如斯蒂芬·霍金所表明的那樣，它們可以通過它們發出的輻射與外界接觸。韋魯基和科波假設它們可以充當宇宙鐘。如果是這樣，它的蜱蟲應該會在這種輻射的熵中留下痕跡。黑洞可以充當宇宙的量子鐘嗎？
對於韋魯基來說，關鍵可能在於比熵更基本的東西： 測量。在我們測量量子粒子之前，它可以處於多種狀態。這種崩潰是不可逆轉的。一旦我們計算，就沒有回頭路了。 “時間之箭，”他說 青年科學家“它可能只是測量結果的記錄。”
所以我們不只是及時參與。也許我們通過觀察就相信了。用韋魯基的話來說，“當你問現在幾點時，你就創造了時間。”
我們是否生活在暫時的幻覺中？
這種觀點並沒有消除我們時間體驗的意義。正如巴登所指出的，這種體驗是真實的。我們賦予它的形而上學是可選的。你的生活仍然是一系列的選擇和記憶，但這個序列存在於你的內心，而不是一個獨立流動的宇宙。
如果時間的流動，正如巴登所說，是一種認知建構，也許這會改變我們體驗最後期限緊迫性的方式， 我們感到失落或感覺時間從我們身上奪走了一些東西。也許時間之箭不會從我們身邊溜走：我們是前進的人，在穿越世界時留下回憶。
即將進行的實驗可以澄清這些大膽的想法是否有堅實的物理基礎。但事實是，儘管今天的物理學擁有能夠探索以前僅限於哲學的問題的工具，但它的宏大理論 – 相對論、量子力學和熱力學 – 當他們試圖描述時間到底是什麼時，他們繼續發生衝突。也許這種張力最清楚地表明，時間並不像我們想像的那樣作為一個單一的實體存在。
也許時間只是在不同的意義上才是真實的：作為一種體驗，作為熵的增加，作為一種認知幻覺，或者作為我們如何解釋世界的結果。現在，時間依然存在，至少對我們來說是這樣，標記著每一秒。
