实时

生活节奏不断加快,然而我们对时间的充分理解仍然难以捉摸

200多年前,本杰明·富兰克林创造了现在著名的格言,将流逝的分钟和小时等同于先令和英镑。新的千年——以及之前的几十年——赋予了他的话语真正的意义。时间对于21世纪来说,已经变得像化石燃料和贵金属对于之前的时代一样重要。这种至关重要的原材料不断被衡量和定价,并继续刺激着建立在每秒太字节和千兆字节基础上的经济体的增长。

一位英国经济学教授甚至试图通过为富兰克林的格言提供量化基础来捕捉千禧年的时代精神。根据华威大学的伊恩·沃克推导出的公式,刷牙三分钟相当于45美分,这是普通英国人放弃工作之外的事情所损失的报酬(税后和社保后)。手洗半小时汽车相当于4.50美元。

将时间简化为金钱可能会将富兰克林的观察推向荒谬的极端。但是,时间的商品化是真实的——并且源于我们看待事件流逝方式的根本改变。我们人类的基本驱动力与几十万年前的旧石器时代相比没有改变。我们的大部分行为都围绕着与弗雷德·弗林特斯通相同的进食、繁殖、战斗或逃跑的冲动。尽管这些原始冲动具有不变性,但自从我们的狩猎采集祖先在热带草原上漫游以来,人类文化经历了翻天覆地的变化。从石器时代到信息时代的漫长过渡中,也许最深刻的变化围绕着我们对时间的主观体验。


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根据一种定义,时间是一个连续体,其中一个事件接着另一个事件从过去延续到未来。今天,无论是一年还是一纳秒,给定间隔内发生的事件数量都在不断增加。技术时代已成为一场攀比游戏,其中越多越好。詹姆斯·格雷克在他的著作《更快:几乎所有事物的加速》中指出,在20世纪80年代联邦快递运输变得普遍之前,商业文件的交换通常不需要包裹绝对必须在隔夜送达。起初,联邦快递给了它的客户优势。但很快,全世界都期望货物在第二天早上到达。格雷克写道,当每个人都采用隔夜邮件时,平等得到了恢复,只剩下普遍更快的节奏。

同时性

互联网的出现消除了不得不等到第二天才能等到联邦快递卡车的负担。在互联网时代,一切都同时发生在任何地方——连接的计算机用户可以在纽约或达喀尔的同一时刻见证网页的更新。从本质上讲,时间已经战胜了空间。注意到这一趋势,手表制造商斯沃琪甚至试图废除分隔不同地点的时空界限。它创建了一个互联网计时标准,消除了时区,将一天划分为1000个增量,这些增量在全球任何地方都是相同的,子午线位于瑞士比尔,斯沃琪总部所在地。

数字互联网时钟仍然在网络上和比尔的斯沃琪公司大楼上运行。但是,作为一种被广泛采用的通用时间标准,它的前景与世界语成为世界通用语的受挫愿望一样渺茫。

抛开噱头不谈,有线世界确实消除了时间障碍。这一成就依赖于不断进步的更精确地测量时间的能力。在漫长的岁月中,衡量持续时间的能力与对我们所居住环境的日益增强的控制直接相关。计时可能是一种可以追溯到20000多年前的做法,当时冰河时代的猎人在木棍或骨头上刻孔,可能是为了追踪月相之间的天数。大约在5000年前,巴比伦人和埃及人设计了用于种植和其他对时间敏感的活动的日历。

早期的计时技术专家不是精度狂。他们追踪自然周期:太阳日、太阴月和太阳年。当云或夜晚没有使其成为无用的装饰品时,日晷所能做的只是投下阴影。然而,从13世纪开始,机械钟发起了一场革命,其程度相当于后来谷登堡发明的印刷机所引发的革命。时间不再像水钟那样真正地流动。相反,它是由一种可以追踪振荡器节拍的机制来标记的。当改进后,这种装置可以让时间的流逝被计算到秒的分数。

机械钟最终实现了计时器的小型化。一旦它由盘绕的弹簧而不是坠落的重物驱动,它就可以像珠宝一样携带或佩戴。这项技术改变了我们对社会组织方式的看法。它是一种让一个人与另一个人协调活动的工具。哈佛大学历史学家大卫·S·兰德斯在他的著作《时间革命:时钟与现代世界的形成》中写道,准时源于内在,而不是外在。正是机械钟使一个关注时间流逝,从而关注生产力和绩效的文明成为可能,无论好坏。

几个世纪以来,机械钟一直是最精确的计时器。但是,过去50年在追求精度方面取得的进展与之前700年一样多[参见威廉·J·H·安德鲁斯的《计时编年史》,第46页]。不仅仅是互联网带来了时间对空间的征服。时间比任何其他物理实体都测量得更精确。因此,流逝的时间被用来衡量空间维度。今天,标准制定者通过光在真空中在1/299,792,458秒内传播的距离来衡量古老米尺的长度。

用于进行此类测量的原子钟在判断位置方面也发挥着作用。在某些原子钟中,铯原子的共振频率保持惊人的稳定,成为一种能够保持接近纳秒精度的伪摆。全球定位系统 (GPS) 卫星不断广播其确切位置以及机载原子钟保持的时间。接收设备从至少四颗卫星处理此信息,转化为飞行员或徒步旅行者在巴塔哥尼亚或拉普兰的确切地面坐标。要求非常严格。来自单个卫星的百万分之一秒的时间误差可能会向 GPS 接收器发送信号,该信号最多可能不准确五分之一英里(如果未被其他卫星纠正)。

精密计时方面的进步继续快速发展。事实上,在未来几年,制表师可能会超越自己。他们可能会制造出一种非常精确的原子钟,以至于不可能将其他计时器与之同步[参见W·韦特·吉布斯的《终极时钟》,第56页]。研究人员还在继续努力更精细地分割和切分秒。对速度的需求已成为信息时代的基石。在实验室中,晶体管的开关速度可以快于皮秒,即千分之一秒的十亿分之一[参见第24页的《从瞬时到永恒》]。

来自法国和荷兰的一个团队创造了细分秒的新速度记录,他们在2001年报告说,激光频闪灯发出的脉冲持续时间为250阿秒——即2500亿分之一秒的十亿分之一。频闪灯有一天可能会被制成可以追踪单个电子运动的相机。现代也记录了评估大时间间隔的进展。放射性测年法是测量深层时间的标尺,表明地球的真实年龄。

毫不费力地超越时间和空间的能力——无论是在互联网上还是驾驶GPS引导的客机——让我们能够更快地做事。速度限制可以扩展到多远仍有待测试。会议和流行书籍都在尝试终极宇宙热棒的想法,这是一种在时间中向前或向后旅行的方法[参见保罗·戴维斯的《如何制造时间机器》,第14页]。但是,尽管制表师技艺高超,物理学家和哲学家都未能就我们所说的“tempus fugit”达成任何共识。

关于时间本质的困惑——一种分为过去、现在和未来的三部分怪异事物——早于工业时代几个世纪。圣奥古斯丁比任何人都更雄辩地描述了定义的困境。那么,时间是什么?他在《忏悔录》中问道。如果没有人问我,我知道;如果我想向问我的人解释,我就不知道。然后,他试图阐明为什么时间性如此难以定义:那么,这两种时间,过去和未来,怎么可能存在呢?当过去不再存在,而未来尚未存在时?

不带神学负担的硬核物理学家也难以解决这个问题。我们注意到,当我们冲向不可避免的灭亡时,时间飞逝。但这到底是什么意思呢?说时间以每秒一秒的速度飞逝,其科学分量与禅宗公案的说法一样多。人们可以假设时间的电流度量,一种时间安培数的形式。但是,这种度量可能根本不存在[参见保罗·戴维斯的《神秘的流动》,第6页]。事实上,理论物理学中最热门的主题之一是时间本身是否是虚幻的。混乱是如此之大,以至于物理学家甚至招募哲学家来试图理解是否应该在他们的方程中添加一个t变量[参见乔治·穆瑟的《物理学核心的漏洞》,第12页]。

伟大的曼荼罗

时间的本质是一个古老的难题,它不仅困扰着物理学家和哲学家,也困扰着研究非西方文化的的人类学家,这些文化认为事件以循环的、非线性的顺序进行[参见卡罗尔·埃泽尔的《计时文化》,第42页]。然而,对于我们大多数人来说,时间不仅是真实的,它还是我们所做一切的主宰。我们是守时者,无论是天性还是训练使然。

我们拥有的被过去和未来夹在中间的独特感觉——或者,在传统文化中,被卷入不断重复的自然节律的伟大曼荼罗中——可能与基本的生物学现实有关。我们的身体里充满了生物钟——这些生物钟控制着我们将球与球棒连接的方式,我们感到困倦的时间,甚至可能包括我们生命结束的时间[参见凯伦·赖特的《我们生命中的时间》,第26页]。

这些真实的生物节律现在已经开始向生物学家揭示自身。科学家们正在逼近大脑中产生当我们玩得开心时时间飞逝的感觉的区域——这些区域也诱发了在单调乏味的加拿大利率政策讲座中坐着的缓慢迟钝感。他们也开始理解不同类型的记忆之间的联系,以及事件是如何按时间顺序组织和回忆的。对患有各种形式失忆症的神经病患者的研究,其中一些人已经失去了准确判断小时、月甚至整个十年流逝的能力,这有助于确定大脑的哪些区域参与了我们体验时间的方式[参见安东尼奥·R·达马西奥的《记住何时》,第34页]。

回忆起我们在事物秩序中的位置决定了我们是谁。因此,最终,时间在宇宙学意义上是否保留着潜在的物理真理并不重要。如果它是一种幻想,那也是我们坚定不移地坚持的一种幻想。我们对第四维度的敬畏,即三个空间维度的补充,与我们内心深处拥抱有意义的时间里程碑的心理需求密切相关,这些里程碑我们可以共同分享:生日、圣诞节、7月4日。否则,如何解释2000年1月对一个既没有标志着基督生命中的亮点,也没有在许多统计中成为真正的千禧年的日期的狂热庆祝呢?

尽管如此,我们仍将继续庆祝下一个千年(如果我们作为一个物种仍然存在),与此同时,我们将庆祝父母的金婚纪念日和当地志愿消防部门成立20周年。这样做似乎是在一个即时通讯、一小时照片、快速结账和当日送达威胁要剥夺我们任何永久感的世界中强加等级制度和结构的唯一方法。

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大众科学, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大众科学's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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