R用以下几个词来讲述一个连贯的人生故事：一个男人死了，然后结婚，最后出生。多亏了我们内在的时间感，这很简单：坟墓总是跟在子宫后面，从来没有相反的方向。
但从根本上讲，时间的起源仍然是个谜。新泽西州普林斯顿高级研究所（IAS）的物理学家尼玛·阿卡尼·哈米德（Nima Arkani Hamed）说：“这是科学前沿最深刻的问题之一，但当我们问‘时间是什么？它从何而来？’时，甚至不清楚这些词是否有任何意义。”。“我们几乎无法阐明没有时间的世界或没有时间的物理学意味着什么。”
虽然没有时间会让人感到困惑，但越来越多的证据表明，在最基本的现实层面上，时间是一种幻觉。更奇怪的是，实验室用激光进行的测试和我们对弦理论的理解的进步——弦理论提出的框架假设粒子是由小能量线独立组成的，这表明时间并不真正存在。
一个多世纪前，我们对时间和空间的描述远没有那么复杂。物理学家们在由我们的三个空间维度设置的固定背景上愉快地跟踪物体，并标记它们在一个时钟上移动的速度。上帝的秒表是众所周知的，他们相信不管你在哪里，秒表都以相同的速度滴答作响但在20世纪初，两次物理学革命打破了这一观点。
在第一次革命中，爱因斯坦的相对论将时间和空间编织成一个灵活的四维结构。这种被爱因斯坦称为“时空”的结构可以在大质量物体周围塑造自己，产生曲率。较小的物体可以沿着这些曲线滚向较大的物体，给宇宙注入一种叫做引力的力量。在这个新的宇宙理论中，时间不再是一个不变的旁观者，而是一个与空间本身紧密相连的维度。时间不再是一个可以用来衡量其他事物的明确的维度，而是相对的。爱因斯坦的相对论表明，时钟会以不同的速度滴答作响，这取决于它们在空间中的运动，以及它们与引力吸引它们的大质量物体的接近程度。
第二个颠覆我们时间观的发展是量子力学，亚原子领域的物理学。量子力学揭示，在最小的尺度上，现实确实是奇怪的。例如，两个粒子可以以一种总是串联行动的方式“纠缠”起来。在一个人身上进行的实验会立即影响到它的同伴，不管它离得有多远。换句话说，遥远的粒子瞬间交流，显然违背了光速和时间概念本身的法则。
越来越多的证据表明，在现实最基本的层面上，时间是一种幻觉，更奇怪的是，时间并不真的存在。
但真正的“时间问题”，正如人们所知，出现在20世纪60年代，当时物理学家们努力将这两种框架结合起来——每一种都成功地描述了自己的宇宙领域，无论是极小的还是很大的。寻找一个包罗万象的“万物理论”的工作正在进行中，这是一套管理各种大小对象的规则。最著名但又有争议的假设之一来自两个新泽西的物理学家:普林斯顿大学的约翰·惠勒和国际科学研究所的布莱斯·德威特。惠勒和德威特试图通过量子力学来描述整个宇宙——也就是说，他们试图将非常小的物理应用到行星、星系和其他质量尺度的宇宙结构上。许多人质疑他们的策略是否有效，因为没有证据表明量子定律支配着宇宙距离，马可·吉诺维斯(Marco Genovese)说国家计量研究所在意大利都灵。但至少尝试将这两种理论的数学结合起来，看看会发生什么似乎是合理的。
当这两位物理学家试图将爱因斯坦的相对论方程与量子物理学结合起来时，他们想出了一个惊喜。这两套定律都独立地将时间作为事件演变的变量。但是当这些理论结合在一起时，时间变量实际上从数学方程中被抵消了。两人已经推导出了一个新的宇宙行为方程，但在他们的数学描述中已经没有一个可以用来表示变化或时间流逝的量。吉诺维斯说：“惠勒-德维特方程认为宇宙是静止的，没有任何东西在进化。”。“但是，当然，我们都经历了时间和变化。”
T他认为宇宙永不改变的结论显然是错误的。然而，物理学家们并没有发现惠勒和德维特所采取的数学步骤有任何错误。起初，这两个人似乎认为整个宇宙都可以用量子术语来描述，这肯定是错误的。但另一种有趣的可能性是20世纪80年代由物理学家Don Page提出的，现在在艾伯塔大学，加拿大埃德蒙顿，William Wooters，在Mass威廉斯敦的威廉姆斯学院。
佩奇和伍特斯决定应用一个有争议的概念，即宇宙作为一个整体可以被视为一个巨大的量子物体，其物理定律与亚原子世界中的电子、质子和其他微小粒子相同。他们设想把宇宙的内容分成两部分。因为量子定律占了上风，碎片会被纠缠在一起。科学家发现，在实验室测量的两个纠缠粒子可以有相等但相反的值。例如，如果一个是顺时针旋转，另一个将是逆时针旋转，这样，当加在一起时，属性将相互抵消。佩奇和伍特斯认为，以类似的方式，他们分裂的宇宙的每一部分都可以独立演化，但由于它们相互纠缠，其中一部分的变化将被另一部分的变化抵消。对某个区域内的人来说，时间似乎在流逝。但是对于外部观察者来说，整个宇宙看起来是静止的。
虽然Page和Wooters基于量子纠缠提供了一个理论草图，对于从外部观察宇宙的人来说，宇宙是如何看起来是静止的，但似乎没有办法证实或排除他们的想法。但是，在2013年，吉诺维斯和他的同事们进行了一项实验，测试是否——至少是在实验室里——可以用激光产生的两个光粒子或光子来创建一个微型宇宙模型。这个实验的目的是为了证明，有可能创造出这样一种情况:从外部看，量子系统似乎是不变的，但从内部看，它似乎在进化。
为了进行实验，Genovese开始监测光子的偏振以及它们振动的方向。如果一个偏振粒子能够以恒定的速率旋转，那么它在任何时刻的位置都可以用来标记时间间隔，就像时钟上的秒针一样。研究小组将两个光子纠缠在一起，以这种方式使得他们的极化呈现出相反的特征。例如，如果测量一个的极化向上和向下移动，另一个会从一边振动到另一边。
“我们所看到的是，在宇宙开始时，时间的概念不再有意义。”
为了让光子的“第二只手”处于运动状态，研究小组将两个粒子穿过石英板，使它们的偏振旋转。旋转量与板块内的实际时间有关，这给了物理学家一种测量时间流逝的方法。他们反复进行实验，在每次实验中，他们在不同的时刻停下来，测量其中一个光子的偏振度。“通过测量第一个时钟光子，我们与它纠缠在一起，”吉诺维斯说。“这意味着我们成为了宇宙的一部分，可以记录第二个光子相对于我们的时钟光子的演化。”拥有这一能力的研究小组证实，一个光子在相对于它的伙伴进行测量时似乎发生了变化，正如伍特斯和佩奇相信，如果对照宇宙的另一部分进行测量，可以看到宇宙的一部分在演化。
然而，Genovese仍然需要确认假设的第二部分：当整个纠缠系统作为一个整体被监控时，从外部，它将看起来是静态的。在实验的这一部分，研究小组采取了站在宇宙之外的“超级观察者”的观点。这个外部观察者永远无法观察任何一个光子的单个状态，因为这样他就会与它们纠缠在一起，成为一个内部观察者。相反，观察者只能测量光子对的联合状态。该小组进行了多次测试，在不同点停止。他们将两个光子视为一个整体，并测量它们的联合偏振。每一次，他们都确定这两个纠缠的光子以相等但相反的方式偏振。无论经过多少时间，这两个光子始终处于完全相同的“拥抱”状态。从外部看，小宇宙似乎是静止的，完全没有变化。惠勒和德维特发现了所谓的“时间问题”，如果时间是量子纠缠的产物，这个问题是可以解决的。
在过去的几十年里，弦理论也支持时间的虚幻本质。弦理论是在20世纪60年代发展起来的，用来描述将原子内的基本粒子结合在一起的强大核力。在研究这种强大的力时，物理学家们提出了这样一个想法：当时被认为是宇宙中最小物体的亚原子粒子，实际上本身就是由微小的振动弦组成的。
这种认识自然界基本物体的新方法产生了深远的影响。事实证明，弦论对于像惠勒和德维特这样希望将广义相对论与量子力学结合起来的人来说是非常有帮助的。需要这样一个统一的框架来解释宇宙在大爆炸后不久的样子，当时所有的人都在一起中芯国际的物质被压缩成一个很小的体积。一个统一的理论也可以揭示黑洞核心发生了什么——恒星的尸体在重力作用下坍塌，将物质压缩成一个小的中心点。
在发现弦理论之前，物理学家们每次试图把广义相对论的方程和量子力学的方程结合起来时，都会遇到麻烦。组合数学似乎告诉他们，我们周围空间中无限小的点应该包含无限大的能量——从本质上说，我们所到之处都被黑洞包围，这是不正确的。然而，弦理论回避了这个问题，因为它假设没有东西能比弦的大小更小。这意味着，它的方程永远不必担心小于这一基本极限的空间区域，从而消除了预测无穷能量和其他不可能结果的混乱数学。有了弦理论，非常大的物体和非常小的物体似乎可以共存——至少弦理论被巧妙地解决了。
然而，弦的大小对空间的真实性提出了新的问题，反过来又对时间本身提出了新的问题。这是因为弦论说，无论多么精细的实验，都无法向我们展示在小于一根弦的距离上会发生什么。IAS弦理论家Nathan Seiberg解释说：“短距离内发生的事情是一个定义不清的概念，可能是空间存在，但我们无法测量它，或者可能根本没有东西可以测量。”这意味着空间可能根本不存在于某个极限之下。既然爱因斯坦已经用他的相对论证明了时间只是另一个维度，就像空间一样，那么“如果空间变得模棱两可，时间也必须如此，”塞伯格说。“人们经常问：‘大爆炸之前发生了什么？’但我们看到的是，在宇宙开始时，时间的概念不再有意义。”
说到宇宙成分，量子纠缠比空间和时间更为基本。
Seiberg指出，这种模棱两可给了弦理论学家第一次暗示，时间可能在基本水平上不存在。相反，我们对时间的体验可能是由底层的构件构成的，就像温度一样，它是由一组原子的运动产生的。单个原子没有温度;热或冷的概念只有在你测量大量原子的平均速度时才有意义:快速运动的粒子的温度比缓慢运动的原子高。同样地，可能有一些基本颗粒共同产生了我们的时间体验。但是，这些谷物究竟是什么，“这是一个价值64000美元的问题，”塞伯格说。
更奇怪的是，后来弦论的发展表明，时间的种子撒在现实的边缘。这一想法源于20世纪90年代末由当时在哈佛大学的弦理论家胡安·马尔达塞纳（Juan Maldacena）设计的一个奇怪的假设宇宙模型，当时他正在寻找一种可能连接量子力学和广义相对论的数学关系。他决定用绳子可以到达那里。
马尔达塞纳想象中的宇宙形状像汤罐，但有无限远的墙。在他的罐子里，他放置了绳子和黑洞，它们的行为受重力控制。在罐子的表面，他放置了正常的亚原子粒子，这些粒子通过量子力学定律相互作用。虽然马尔达塞纳的汤罐宇宙听起来不像我们的，但它帮助他想象出最深层的自然法则是如何联系在一起的。
在这个模型中，广义相对论支配着罐子内广阔的三维空间，而量子力学则支配着二维表面的粒子。马尔达塞纳的直觉是，这两套定律在某种程度上是等价的，罐子内部发生的引力事件与表面的量子过程相对应，就像投影在罐子壁上的影子。利用这个数学模型，马尔达塞纳确实发现，对于表面上的每一个量子过程，罐子里都展开了一个等价的事件。马尔达塞纳和其他人开发的理论模型表明，纠缠在汤表面的量子粒子可以通过在内部领域创造隧道或“虫洞”来重写它们的模式。这表明，纠缠本身就是产生空间和时间涌现特性的基本宇宙过程。
温哥华英属哥伦比亚大学的弦论理论家Mark van Raamsdonk独立地支持了量子纠缠产生时空的想法，他还研究了Maldacena的汤罐模型。通过数学模型，他发现通过逐渐侵蚀粒子在海浪上的纠缠。这意味着量子纠缠在某种程度上起到了将时空线索联系在一起的作用；没有它，时空结构本身就不可能存在。
Maldacena的模型比以往任何时候都更加支持这样一种说法，即当涉及到宇宙成分时，纠缠比空间和时间更为根本。事实证明，时间并不存在于最基本的现实层面；它源于基本的种子。但是，尽管新兴物理学表明时间是一种幻觉，但召唤它的力量仍然存在。塞伯格说：“我的直觉是，这不仅需要重新研究量子物理，还需要一个完全从左场出发的突破。”。“只有时间才能告诉我们这场革命将是什么。”
Zeeya Merali是驻伦敦的自由撰稿人，也是《科学》杂志的编辑基本问题研究所该公司总部位于美国
