为什么时间的流动是一种错觉

我n他的书我们的数学宇宙:我对现实的终极本质的追求美国作家马克斯·泰格马克(Max Tegmark)写道:“时间不是幻觉，但时间的流逝却是幻觉。”在这个月的鹦鹉螺,看着流通过各种科学门户网站的概念,我们重新审视2014年组成的视频采访中首次(转录),在麻省理工学院的物理学教授解释了为什么时间是一回事,数学的感觉完全是另一回事。Tegmark，也是2017年的作者《生活3.0:人工智能时代的人类从他的物理工具箱的万花筒中窥探世界，获得了极大的乐趣，这是非常清楚的。在我们的采访中，他从椅子上探出身子，挥舞着双臂，把水瓶倒在酒店的地毯上，以阐明一个观点，他一直处于一种动画状态，很像他研究的那些物体(既有微观的，也有巨大的)。

你说时间不会流动，但我们的主观感觉是它会流动。我们哪里做错了?

我们肯定会觉得时间在流逝。然而，这并不是看待现实的唯一方式。我可以说10的29次方个粒子组成了我，它们以非常复杂的模式移动。爱因斯坦指出，最优雅的数学描述方法是，让我们看看每个粒子在三维空间中的位置，然后在四维时空中画出来，时间是第四维。

如果我有一个是我膝关节的一部分的粒子，那么粒子对应于一条线。始终，它在同一个地方。如果我看一下是红细胞的一部分的粒子，这一直在我的循环系统周围遍布轨道，它在时空中制作了超级迷人的形状。如果我一起看一下我的红细胞，他们会做一个辫子图案造成了这种难以置信的时空纠缠。如果你在我思考的时候看一下我大脑中的电子，它会更加复杂。但它仍然只是一个四维图形。所以我可以说现实是一个复杂的四维模式，或者我可以说它是这个东西，感觉它在变化和移动。哪个更基本?哪一个更正确?这只是描述同一事物的两种不同方式。

有趣的是，物理学和其他任何领域一样，都有一些让人非常情绪化的热点问题。

解释事物为什么会有这种感觉是科学家的工作之一吗?

我们已经见过很多例子，表明事物的感觉和它们在方程中的样子是非常不同的。我想说的是，几乎所有物理学上的重大突破都将此作为最困难的元素。如果你回到爱因斯坦提出狭义相对论的时候，你会发现洛伦兹和闵可夫斯基等人已经写下了很多数学公式。但爱因斯坦是那个设法弄明白了它是什么感觉的人。他说，如果这些就是方程，感觉就像当你接近光速时，你会觉得时间变慢了。人们说，哇，这太奇怪了!然后他们做了实验，结果是正确的。我和物理学家大卫·瓦恩兰聊得很开心。他告诉我，他造了两个原子钟，它们非常精确，把其中一个放在另一个下面一英尺的地方，并且能够测量到它运行得更慢!

然后量子力学出现了。它太复杂了，100年后人们还在争论它!然而，数学是美丽和干净的。从根本上说，随机性是一种错觉，因为在数学中没有随机性，尽管它可能让人觉得是随机的。我对时间也是这么说的。尽管时间的流动基本上是一种错觉，数学上没有流动的东西，方程没有变化，只有一个单一的四维模式，尽管是一个非常复杂和美丽的模式，在时空中。如果你仔细研究它，你会发现它就像时间的流动。作为物理学家，这是我们最终需要解释的:为什么一切都是这样的感觉?我们不应该天真地认为事物的感觉总是它们实际的样子，因为物理学的历史是一长串的例子，我们意识到事物的最终本质与它们的感觉是非常不同的。

如果时间不流动，我们如何理解热力学第二定律，即时间沿着熵增加的方向流动?

有趣的是，物理学和其他任何领域一样，也有一些让人们非常情绪化的热点问题。时间，特别是所谓的热力学第二定律就是其中之一。这是一个简单的陈述，一般情况下，事情会变得越来越乱。这让你可以定义时间的方向。但一直有很多争议。一方面，像亚瑟·爱丁顿这样的人，倾向于把这看作是一个神圣的原则。它是神圣的，不应该被质疑。他有一句名言，他说，所有的事情都可能被证明是错误的，但如果某个理论家挑战热力学第二定律，那对他来说就太糟糕了，因为他除了最大的羞辱之外没有任何希望!另一方面，也有很多人说，看，我们在物理学上不应该有任何神圣的东西，一切都必须被质疑，包括热力学第二定律。

这就像《Brian的生活》的结尾，他们说，“你从一无所有开始，你将回到一无所有。”你失去了什么?”

热力学第二定律有什么问题?

事实证明，您可以从更基本的事物中获得第二种热力学定律。让我们说我在地毯上做了像溢出的水一样笨拙。如果我落后的视频，你看到水从地毯下来，进入瓶子，看起来完全错误。但如果你只是放大并看看颗粒穿过空气的其他颗粒的运动，那么它看起来非常合理，就像一堆保龄球一样逆为另一种方式。经过100年的思考，我们已经实现了解释令人惊讶。它与发生在138亿年前的事情有关。我们的宇宙保持误认为是因为它昨天在整洁的国家开始，这甚至在前一天甚至潮汐，甚至更加潮汐138亿年前。

为什么宇宙一开始就这么整齐呢?

我认为这意味着没有神圣的时间时代。它出现了。在遥远的未来,如果我们发现自己在一个宇宙中所有的恒星都已熄灭,和所有的黑洞蒸发,和所有的辐射已经稀释的暗能量,扩大我们的宇宙,我们这里有一些非常冷浴光子和那里热平衡;我们称之为德西特空间，它将不再有时间感。你无法决定时间是走这条路还是那条路。到那时，时间将再次消失。就像那首诗，这就是世界终结的方式/不是砰的一声，而是一声呜咽．

如果我看看我的手表呢?它会滴答前进吗?

不会有一个手表因为手表里所有的原子，或者所有的质子，都会衰变。所有衰变的粒子都会离开宇宙视界。如果有一个手表，它的功能，将会有一种时间感和变化感。但就像手表并不总是存在一样，手表也不一定总是存在。

测量时间与时间的存在有什么关系?

说时间是我们用时钟来测量的，这听起来很愚蠢。但这是一个很深的事实,如果没有clocks-bearing记住,每一个原子都是时钟,在某种意义上,周围是别的东西,你可以认为是一个时钟不会改变了,但整个能够定义一次,和整个的能力感知时间也将一去不复返了。这样一来，时间可以从无到有，也可以从无到有。就像我最喜欢的一部电影的结局，布莱恩的生活和巨蟒剧团(Monty Python)一样，他们说:“你从一无所有开始，也将一无所有回去。”你失去了什么?没有什么!”嗯,我们将会看到!

迈克尔·西格尔是《纽约时报》的特约编辑鹦鹉螺．