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你有时间了解“时间”到底是什么吗？

时间是什么?

我们已经看到，空间、质量和物质这样的基本概念，其实比你想象的更神秘。那么我们的世界还有哪个基本要素，有可能在众目睽睽之下隐藏了它们的秘密?现在是时候让我们提出这个及时的问题了：时间究竟是什么?

如果你是访问地球的外星人，试图透过偷听咖啡馆和杂货店里的对话来学习我们的语言，你可能很难回答“时间是什么”这个问题。人类花很多时间聊时间，但几乎没有时间讨论时间究竟是什么!

我们无时无刻不在检查时间。我们谈起坏的时光、好的时光、过去的年代以及疯狂的年代。我们节省时间、把握时间、制造时间、花费时间、缩短时间或误了时间。时间可以终了、可以暂停、可以超过，或甚至可以停止。时间不会等待过客!有时我们说，时光飞逝，或说你的身体在不知不觉中留下了岁月的痕迹。甚至说，时间一点一滴的流逝。不过大多数的时候，我们只是感叹用完了时间。

究竟，时间是什么呢?时间会是有形的东西（如物质或空间）吗?或者时间是我们立足于宇宙经验上的抽象概念?

如果你希望物理学家对这深奥，又有点令人混淆的时间问题做出回答，现在还不是时候。时间仍然是物理学的巨大奥秘之一，时间问题甚至动摇物理学最根本的定义。所以让我们花点时间，仔细研究这个亘古不变的话题。

时间到底是什么

在所有关于宇宙的问题里，最有趣的是那些听起来很简单，但实际上很困难的问题，它们会让你在埋头苦思后，才意识到有些基本的东西就摆在眼前，而我们却没有明确的解释。

这类问题产生一种可能性：我们可能把一切都想错了，就像我们过去那样（例如“地球是平的”或“嘿!让我放些水蛭到你身上来治病!”）。在得到坚定且具体的答案后，可能会彻底改变我们对于宇宙，以及我们在宇宙何处的思考方式。翻盘的机率非常高!

我们要做的第一件事，就是尝试定义时间是什么。毕竟，这是物理学家解决难题的步骤。首先，我们对你想要理解的东西，提出巨细靡遗的定义;接着，我们用数学来描述定义，这允许你应用逻辑和实验的力量来引领其他步骤。

所以，时间是什么?如果你今天在街上随机街访陌生人，并要求他们定义时间，你可能会得到如下的答案：

“时间是过去和现在之间的区别。”

“时间告诉我们事情在何时发生。”

“时间是时钟测量的数值。”

“时间就是金钱，所以别烦我!”

以上所述，都是对时间合理的定义，但是这些答案反而产生层出不穷的问题。例如，你可以问：“为什么从一开始就有『过去』和『现在』的存在?”或“究竟『何时』是什么意思?”还有“时钟不是受时间支配吗?”或“谁有时间管这些问题?”

如果我们不能描述时间，似乎很难在时间问题上取得进展。但不需要因此而惊慌。虽然“时间是什么”听起来像是五岁小孩会问的问题 *1，但无法定义或精确描述我们非常熟悉的东西，这种状况我们也不是第一次遇到，在其他领域也曾发生：过去数十年来，生物学家一直在争论“生命”的定义（僵尸权利组织是强大的游说团体），神经科学家对“意识”有激烈争议，而哥吉拉学家 *2 不能就“怪物”的定义达成一致协议。

定义时间的部分难处在于，时间已经根植在我们的经验和思考模式里。时间是我们联系现在的“现在”与过去的“现在”的方法。我们现在正感觉到的所有一切，就是我们所说的“现在”，但“现在”转瞬即逝，我们没办法把时间当做美味的巧克力蛋糕，细细品尝或延续。我们经历的每一刻，都会从现在的鲜活体验瞬间，转成过去的褪色记忆。

但时间也有关未来。能够将未来与过去和现在互相连结事关重大。如果你是希望在下个严冬生存下去的穴居人，或是需要地方为智慧手机充电的现代人，那么从过去推断来思考未来，绝对是生存关键。所以很难想象，人类经验若没有时间概念会怎样。

物理学家思考时间的方式也是如此。事实上，时间深嵌在物理学的基本定义里!根据权威定义（维基百科），物理学只不过是“研究物质本身，以及物质在时空中的运动”。即使是“运动”这个词也包含了时间概念。物理学的基本工作，就是用过去了解未来有什么可能性，以及我们如何影响未来。没了时间，物理学就没有意义。

事实是，人类对时间的任何定义，都可能受我们的经验扭曲。想一想，就算是思考时间也“需要”时间!外星物理学家可能有与我们相异的时间概念，因为他们的经验和思维模式，与我们有天壤之别，以致于我们目前的主观经验，阻碍了我们真正理解时间的定义。

所以请告诉我们：时间是什么?

我们来谈谈雪貂。

为了进一步了解物理学家对时间的想法，让我们考虑常见的情况。例如，假设你的宠物雪貂正计划在你下班回家时，把水球丢在你头上。这情况常常发生，是吧?

现在，别把时间想成流畅的经验，而是把时间切成片段，并设想它就像电影一样，是把许多静态快照接在一起。

对物理学家来说，每张快照都描述了某个事件在每个时刻的状态。所以，你可能有如下的快照系列：

你无忧无虑吹着口哨，天真的走到家门前。

雪貂将水球推到发射位置。

你把钥匙插进钥匙孔。

雪貂发射水球。

你成了落汤鸡。

雪貂捧腹大笑。

每张快照都是对局部状况的描述：在那个时刻，所有东西所处的位置以及正在做的事情。每张快照都是冻结、静止、没有变化的。如果我们没有时间概念，宇宙将是这些冻结的快照之一，无法改变或运动。

幸运的是，我们的宇宙没那么无趣：这些快照彼此不能单独存在，时间将它们以两种重要的方式联系在一起。

首先，时间把快照以特定序列链结。譬如，快照如果没照顺序排好，我们可能会感到不对劲。

其次，时间要求快照彼此因果相连。这表示宇宙中的每一刻，都取决于前一刻发生的事情。这不过是因果关系罢了。例如，你不能这一刻坐在沙发上吃冰淇淋，而下一刻就已经跑完半场马拉松。

这正是物理定律的工作：物理定律告诉我们，宇宙可以怎么变，或不可以怎么变。从一张过去的快照，物理学能告诉我们在未来的快照中，哪些是比较可能的，哪些则是缘木求鱼。而时间是这些推测的基本要求。由于任何一种变化或运动都需要时间，如果时间不存在，我们必须想象一个静态的宇宙。

那么，要如何将快照论述连接到我们的平滑时间经验?好吧!我们可以把这些快照拼接在一起，把快照之间的时间间隔缩得愈小愈好 *5，使它像我们喜欢的电影一样顺畅且连续。

这正是为了物理而发明的数学语言“微积分”的作用。微积分把许多微小切片，转换成平滑变化。你看电影时，由于时间间隔非常小，你没有注意到电影实际上是一系列的冻结影像。以同样的方式，我们可以用一组有序且由物理学相互关联的静态快照，来描述充满变化和运动的宇宙。时间是这些快照的排序和间距。

注解

物理学家是永远长不大的五岁小孩。

小朋友抱歉了，哥吉拉学家不是真正的工作。

译注：引述自美国著名电视影集“超时空奇侠”（Dr. Who）的经典台词。剧中人用此台词来形容混乱的时间线。

译注：改写自捷克裔法国作家米兰.昆德拉 1984 年的小说《生命中不能承受之轻》。