时间只是大脑的幻觉——从物理学、生物学、神

  时间是我最喜欢的话题之一。我们每天都在谈论时间,就好像它是我们都很熟悉的东西一样。时间到底是什么?这个问题没有最终或客观的答案。它依赖于环境,甚至在物理这样的特定环境中,时间也不容易定义。

  即使在物理的角度,我们仍然可以找到许多时间的定义。有我们用时钟测量的时间,有爱因斯坦相对论中描述的作为宇宙结构(时空)一部分的时间,最后,还有支配量子系统演化的时间。

  其次是时间在相对论和量子力学中所扮演的角色的冲突。科学家们仍在努力将这两种对时间的理解联系起来。

  一秒钟是铯133原子基态的两个超精细能阶之间跃迁时所辐射的电磁波的周期的9,192,631,770倍 的时间

  最初,一秒被定义为平均太阳日的1/ 86400,所以一分钟有60秒,一小时有60分钟,一天有24小时;60x60x24 =86400秒(一天)。但我们需要时间测量更精确。

  因此,在1967年,秒的定义被重新定义。选择了上面定义的确切周期数,以使定义的秒数的长度接近于基于地球自转的先前定义的秒数。当铯133原子为0K时会出现此频率。原子钟每140万年只会损失一秒钟!

  1905年,爱因斯坦发表了打破框架的理论——狭义相对论。它把空间和时间结合成一个时空,有三个空间维度和一个时间维度。如果不定义时间坐标,就无法定义时空中的一个位置,如果不定义时间轴上的三个空间坐标,你就无法谈论时间轴上的一个点。宇宙的结构是由时空构成的,空间和时间相互影响,缺一不可。

  1916年,他发表了广义相对论,该理论得到进一步发展,并将时空与质量-能量等效理论结合起来。

  这些理论证明,时间——以及它流动的速度——不是绝对的,而是相对于观察者而言的。

  例如,在更高的重力场中,时间相对较慢,这意味着木星上的时间比地球上的时间要慢。在地球表面的时间也比在地球轨道上的时间过得慢(它离地心更远)。这已经被证明,我们的GPS系统也是基于相对论进行纠正。如果没有爱因斯坦给我们的知识,手机上的地图就不会像现在这么精确。

  上述时间上的差异非常细微,还不足以引起我们的注意,但如果我们处在一个类似黑洞视界的重力场附近,时间膨胀的影响就会非常明显。在一个非常大的重力场中,几分钟对地球上的人来说,可能意味着几年过去了。

  物理学中,引力场和加速是等价的,也就是说当把一个物体加速接近光速时也会发现同样的时间膨胀。

  将时间视为时空的一部分,通常会自然而然地将宇宙视为四维的“块宇宙”,其中时空中的每一点都是同样有效的,“现在”在物理上并无特别之处。这种观点被称为永恒论,在物理学中经常出现。

  现代主义是相反的观点。在现世主义中,只有现在,没有其他。过去是宇宙中一些已经不存在的早期形态,而未来是一些尚未确定的形态。这种观点在神经科学中更为常见。

  在基本的物理方程中,没有任何关于时间流向的东西。那么时间的流逝仅仅是一种幻觉吗?

  在现实中,我们并不指望气球不会爆炸,鸡蛋不会被搅碎,但在物理上,这应该不是不可能的。为什么气球不爆炸,鸡蛋不碎,这是一个统计概率,它不会发生。这种统计概率存在于宏观层面,即系统中每个粒子最可能的构型。

  如果没有任何干涉,一个系统的结构在时间上总是会变得更加无序,需要描述的信息也会更少。这就是我们所说的熵。熵是无序的程度。熵给了我们宏观层面上的时间之箭。

  只有当我们有足够多的粒子时,熵定律才有意义,因为它是关于统计概率的。像温度、压力和熵这样的物理量在微观层面上是没有意义的。所以微观世界似乎不像宏观世界那样是不可逆的。

  因此,微观定律被认为是时间逆转不变的,而宏观定律,如熵增定律,则不是。——Pagels, Heinz R.《宇宙密码:作为自然语言的量子物理》

  作为生活在地球上的人类,我们的时间观念在很大程度上受到地球围绕太阳的天文运动的影响。

  我们生活在特定的时间段,比如地球绕轴自转的天数和地球绕太阳自转的年份。甚至月球也有一个重要的意义,因为每个月最初都与月球的轨道周期一致。

  我们对时间的感知与昼夜相关联,这定义了我们的昼夜节律钟。这可能就是为什么我们的大脑会产生时间感的关键。时间可能是我们的大脑和记忆产生的幻觉,用来区分过去和现在。

  时间的概念只是由人类记忆构成的一种幻觉,所有过去和将来发生的事情都发生在现在。——uk

  再一次,时间似乎是一种幻觉——但也是人类大脑聪明而合理的发明。如果一切都同时进行,那将会是一团乱麻。

  我们经常谈论时间的最后一种方式是时间的主观“感觉”。这就是大脑记录时间的方式——从神经学的角度来看。

  时间跟踪是大脑不同区域及其功能的结果。我们在脑海中有两种不同的方式来“跟踪”时间:预期时间和追溯时间:

  预期时间是你的大脑试图在动态计算时间。例如,如果你试着计算一次冷水澡的时间,或者你被告知要等5分钟再打过来,你试着在没有时钟的情况下记录时间。追溯时间是指试图告诉你已经过去了多少时间,例如,如果有人问你昨天洗了多长时间的澡,或者你需要等多久才有人给你回电话。关于时间的主观感觉,一个有趣的事情是,我们如何感知一个时间段,取决于我们使用的是预期时间还是回顾时间。

  当我们说“当你玩得开心的时候,时间过得很快”或者觉得无聊的会议似乎永远不会结束的时候,我们使用的是预期的时间。在预期的时间安排中,当我们有有趣的经历时,我们会觉得时间过得更快,而当大脑没有得到娱乐时,时间过得很慢。例如,你感觉延误的飞机时间过得非常慢,而一天查看各种旅游景点的时间过得非常快。

  当我们回顾过去时,似乎正好相反。回想起那个假期,飞机旅行本身只在我们的记忆中占据了很小的空间,而且看起来也不像一个大的时间块,而令人兴奋的参观金字塔的那一天会在记忆中占据更大的时间。

  这已经在实验室中进行了测试,研究表明,根据认知负荷,对未来和回顾时间的估计存在很大差异。

  研究表明,人们往往会高估他们在商店排队、银行排队或电话等待的时间,高估幅度达25%至100%。如果人们在等待的时候听音乐,他们等待的时间会更短。——布诺马诺,迪安。《你的大脑是一台时间机器》

  我们对时间的主观感觉是相对的,取决于各种因素,如环境、我们的情绪状态、刺激、注意力等等。

  关于大脑和它与时间的关系的另一个有趣的事实是,我们的意识似乎只向我们展示“短时间内的摘要”。根据一些神经科学研究,我们甚至可能没有自由意志。

  我们有意识地感知到的自由意志,可能是由负责做出决定的无意识神经计算所引导的。”——布诺马诺,迪安。《你的大脑是一台时间机器》

  关于我们的内在自我和心智如何运作,以及外部世界、空间、宇宙和物理定律,我们仍然有很多不了解的地方。时间似乎是一个难以捉摸的概念,很难下定义。

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