“及时行乐，岁月不饶人。” 17世纪英国诗人罗伯特·赫里克写道，捕捉了时间飞逝这一普遍的陈词滥调。谁又能怀疑它确实如此呢？时间的流逝可能是人类感知最基本的方面，因为我们感觉到时间在我们内心深处悄然流逝，这种感觉比我们对空间或质量的体验更为亲切。时间的流逝被比作飞箭和奔流不息的河流，无情地将我们从过去带向未来。莎士比亚写到“时间的飞轮”，他的同胞安德鲁·马维尔写到“时间飞逝的马车匆匆驶近”。
尽管这些意象令人回味，但它们与一个深刻而具有破坏性的悖论相悖。已知物理学中没有任何东西与时间的流逝相对应。实际上，物理学家坚持认为时间根本不流动；它只是存在。一些哲学家认为，时间流逝的概念本身就是无稽之谈，而关于时间之河或时间流动的说法是基于误解。对于我们体验到的物理世界来说如此基本的东西，怎么会变成一个身份认同错误的情况呢？或者，是否存在科学尚未发现的时间的关键特性？
时间并非本质
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在日常生活中，我们将时间分为三个部分：过去、现在和未来。语言的语法结构围绕着这个基本区分展开。现实与当下时刻相关联。我们认为过去已经消失，而未来则更加虚幻，其细节尚未形成。在这个简单的图景中，我们意识觉醒的“当下”稳步向前滑动，将曾经在未形成的未来中的事件转变为具体的但转瞬即逝的现实——然后将它们归入已确定的过去。
尽管这种常识性的描述似乎显而易见，但它与现代物理学严重不符。阿尔伯特·爱因斯坦在给朋友的信中写道：“过去、现在和未来只是一种错觉，即使是很顽固的错觉。” 爱因斯坦惊人的结论直接源于他的狭义相对论，该理论否定了当下时刻的任何绝对的、普遍的意义。根据该理论，同时性是相对的。从一个参考系观察，同时发生的两个事件，如果从另一个参考系观察，可能发生在不同的时刻。
像“现在火星上正在发生什么？”这样一个看似无害的问题没有明确的答案。关键在于地球和火星相距遥远——最远约 20 光分钟。由于信息无法以超过光速的速度传播，因此地球上的观察者无法知道火星上的情况。他必须在事件发生后，当光有机会在行星之间传播时，才能推断出答案。推断出的过去事件会因观察者的速度而异。
例如，在未来载人火星探险期间，地球上的任务控制人员可能会说：“我想知道琼斯指挥官现在在阿尔法基地做什么。” 看着他们的时钟，看到火星时间是下午 12:00，他们的答案可能是“吃午饭”。但是，一位在同一时刻以接近光速的速度飞过地球的宇航员，在看他的时钟时，可能会说火星上的时间早于或晚于下午 12:00，这取决于他的运动方向。那位宇航员对关于琼斯指挥官活动的问题的答案将是“做午饭”或“洗碗”[参见下面的“一切都是相对的”图表]。这种不匹配使得任何赋予当下时刻特殊地位的尝试都成为笑话，因为“现在”指的是谁的时刻？ 如果你和我在相对运动，那么对于我来说可能仍在未确定的未来中的事件，对于你来说可能已经存在于已确定的过去中。
最直接的结论是，过去和未来都是确定的。因此，物理学家更喜欢将时间视为完全展开——一个时景，类似于风景——所有过去和未来的事件都位于那里。这是一种有时被称为块状时间的观念。对自然的这种描述完全没有突出任何特权、特殊时刻作为现在的概念，也没有任何系统地将未来事件转变为现在事件，然后再转变为过去事件的过程。简而言之，物理学家的时间不会流逝或流动。
时间如何不飞逝
多年来，许多哲学家通过研究我们通常所说的“时间流逝”也得出了相同的结论。他们认为，这个概念在内部是不一致的。毕竟，流动的概念指的是运动。谈论物理物体的运动是有意义的，例如箭头穿过空间，通过衡量其位置随时间的变化。但是，时间的运动本身可以附加什么意义呢？相对于什么运动呢？虽然其他类型的运动将一个物理过程与另一个物理过程联系起来，但所谓的时间流动将时间与自身联系起来。提出一个简单的问题“时间流逝的速度有多快？” 揭示了这个想法本身的荒谬性。微不足道的答案“每秒一秒”根本没有告诉我们任何信息。
图片来源：Bryan Christie 设计
尽管我们发现在日常事务中提及时间的流逝很方便，但这个概念并没有传达任何不使用它就无法传达的新信息。考虑以下情景：爱丽丝希望过一个白色圣诞节，但当那一天到来时，她很失望，只下了雨；然而，她很高兴第二天下了雪。尽管这段描述充满了时态和对时间流逝的提及，但通过简单地将爱丽丝的精神状态与日期相关联，以一种省略所有对时间流逝或世界变化的提及的方式，可以传达完全相同的信息。因此，以下繁琐且相当枯燥的事实目录就足够了
12 月 24 日：爱丽丝希望过一个白色圣诞节。
12 月 25 日：下雨了。爱丽丝很失望。
12 月 26 日：下雪了。爱丽丝很高兴。
在这个描述中，什么都没有发生或改变。仅仅是世界在不同日期的状态以及爱丽丝相关的精神状态。
类似的论点可以追溯到古代希腊哲学家，如巴门尼德和芝诺。一个世纪前，英国哲学家约翰·麦克塔格特试图明确区分用事件发生来描述世界（他称之为 A 系列）和用与世界状态相关的日期来描述世界（B 系列）。每种描述似乎都是对现实的真实描述，但两种观点似乎相互矛盾。例如，“爱丽丝感到失望”这一事件曾经在未来，然后在现在，然后在过去。但过去、现在和未来是互斥的类别，那么一个单一事件怎么可能具有属于所有三个类别的特征呢？麦克塔格特利用 A 系列和 B 系列之间的这种冲突来论证时间的非现实性，这可能是一个相当极端的结论。大多数物理学家会用不那么戏剧化的方式来表达：时间的流逝是不真实的，但时间本身与空间一样真实。
恰逢其时
在讨论时间流逝时，一个主要的困惑来源来自于它与所谓的“时间之箭”的联系。否认时间流动并不是声称“过去”和“未来”的称谓没有物理基础。世界上的事件无疑形成了一个单向序列。例如，掉在地上的鸡蛋会摔成碎片，而相反的过程——破碎的鸡蛋自发地组装成完整的鸡蛋——是永远不会发生的。这是热力学第二定律的一个例子，该定律指出，封闭系统的熵——粗略地定义为它的无序程度——会随着时间而增加。完整的鸡蛋的熵低于破碎的鸡蛋。
由于自然界中存在大量不可逆的物理过程，热力学第二定律在时间轴上过去和未来方向之间赋予世界明显的非对称性方面起着关键作用。按照惯例，时间之箭指向未来。然而，这并不意味着箭正在向未来移动，正如指南针的指针指向北方并不表示指南针正在向北行进一样。两个箭头都象征着不对称，而不是运动。时间之箭表示世界在时间上的不对称性，而不是时间的不对称性或流动。 “过去”和“未来”的标签可以合法地应用于时间方向，正如“向上”和“向下”可以应用于空间方向一样，但谈论过去或未来就像提及向上或向下一样毫无意义。
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过去性或未来性与“过去”或“未来”之间的区别通过想象一部电影来图形化地说明，例如，鸡蛋掉在地板上并破碎。如果胶片在放映机中倒放，每个人都会看到这个序列是不真实的。现在想象一下，如果胶片被切割成帧，并且帧被随机打乱。对于某人来说，将一堆帧重新排列成正确排序的序列将是一项简单的任务，破碎的鸡蛋在堆栈的顶部，完整的鸡蛋在底部。这个垂直堆栈保留了时间之箭所暗示的不对称性，因为它在垂直空间中形成了一个有序的序列，证明时间的不对称性实际上是世界状态的属性，而不是时间本身的属性。胶片实际上不必作为电影放映才能辨别出时间之箭。
鉴于大多数物理和哲学对时间的分析都未能发现任何时间流逝的迹象，我们留下了一些神秘之处。我们应该将世界处于持续流动状态的强烈而普遍的印象归因于什么？一些研究人员，特别是已故的诺贝尔奖获得者化学家伊利亚·普里戈金，认为不可逆过程的微妙物理学使时间流逝成为世界的客观方面。但我和其他人认为这是一种错觉。
毕竟，我们并没有真正观察到时间的流逝。我们实际观察到的是，稍后状态的世界与我们仍然记得的早期状态不同。我们记住过去而不是未来，这并不是对时间流逝的观察，而是对时间不对称性的观察。除了有意识的观察者之外，没有人记录时间的流逝。时钟测量事件之间的时间间隔，就像卷尺测量地点之间的距离一样；它不测量一个时刻接替另一个时刻的“速度”。因此，时间流逝似乎是主观的，而不是客观的。
活在当下
这种错觉迫切需要解释，而这种解释应该在心理学、神经生理学以及可能的语言学或文化中寻找。现代科学几乎还没有开始考虑我们如何感知时间流逝的问题；我们只能推测答案。它可能与大脑的功能有关。如果你旋转几圈并突然停下来，你会感到头晕。主观上，世界似乎相对于你在旋转，但你眼睛的证据很清楚：事实并非如此。你周围环境的明显运动是内耳中液体旋转产生的错觉。也许时间流动也是类似的。
时间不对称性有两个方面可能会产生时间正在流逝的错误印象。第一个是过去和未来之间的热力学区别。正如物理学家在过去几十年中意识到的那样，熵的概念与系统的信息内容密切相关。因此，记忆的形成是一个单向过程——新记忆增加信息并提高大脑的熵。我们可能会将这种单向性感知为时间的流逝。
第二种可能性是，我们对时间流逝的感知在某种程度上与量子力学有关。从量子力学公式化的最早时期就认识到，时间以一种独特的方式进入理论，与空间截然不同。时间的特殊作用是使量子力学与广义相对论如此难以融合的原因之一。海森堡不确定性原理（根据该原理，自然本质上是不确定的）意味着开放的未来（以及就此而言，开放的过去）。这种不确定性在原子尺度的大小上表现得最为明显，并且决定了表征物理系统的可观察属性通常从一个时刻到下一个时刻都是不确定的。
例如，一个撞击原子的电子可能会在许多方向上反弹，并且通常不可能提前预测在任何给定情况下会发生什么结果。量子不确定性意味着，对于特定的量子态，存在许多（可能是无限的）替代未来或潜在现实。量子力学提供了每个可观察结果的相对概率，尽管它不会说明哪个潜在的未来注定要成为现实。
但是，当人类观察者进行测量时，只会获得一个结果；例如，将发现反弹的电子沿某个方向移动。在测量行为中，一个单一的、特定的现实从大量的可能性中投射出来。在观察者的头脑中，可能性转变为现实，开放的未来转变为已确定的过去——这正是我们所说的时间流动。
物理学家对于这种从多种潜在现实到单一现实的转变如何发生没有达成一致意见。许多物理学家认为，这与观察者的意识有关，理由是正是观察行为促使自然做出决定。少数研究人员，如牛津大学的罗杰·彭罗斯，认为意识——包括时间流逝的印象——可能与大脑中发生的量子过程有关。
尽管研究人员未能在大脑中找到单个“时间器官”的证据，就像视觉皮层一样，但未来的工作可能会确定那些负责我们时间流逝感的脑部过程。可以想象，有些药物可以暂停受试者对时间流逝的印象。事实上，一些冥想实践者声称能够自然地达到这种精神状态。
如果科学能够解释清楚时间的流逝呢？也许我们将不再为未来烦恼，也不再为过去悲伤。对死亡的担忧可能会变得像对出生的担忧一样无关紧要。期望和怀旧可能会不再是人类词汇的一部分。最重要的是，依附于如此多人类活动的紧迫感可能会消失。我们将不再是亨利·沃兹沃思·朗费罗“行动起来，活在当下”的恳求的奴隶，因为过去、现在和未来将真正成为过去的事情。