又到了一年的年末,我们总是习惯的说,时间过得真快。对于我们来说,这只是一句感慨。但神经科学家迪恩·博南诺却抛出一个更深刻的问题:时间的流动,到底是物理世界的客观事实,还是我们大脑制造出的主观幻觉?
物理学家认为,过去、现在、未来都像电影胶卷的不同帧一样,同时存在于四维时空中——被称为块体宇宙。时间不会流动,只是我们的意识在时间轴上移动,就像放映机扫过胶卷一样。
但为什么我们每个人都强烈地感受到:现在是特殊的状态,时间在流动。
博南诺在书中揭示了一个洞见:大脑不是在被动地测量时间,而是在主动地建构时间。这个建构过程经历了几重折射——从物理世界到神经动力学,从神经网络到空间借用,再到意识体验。每一重折射都是信息的压缩和转换,我们体验的时间流逝,是这几重折射作用的结果。
第一重折射:从物理时间到神经时间
想象一下我们站在火车站台,一列超高速列车从我们面前驶过。车厢中间的人同时向车头和车尾开了两枪,车窗同时破碎(从车上的人看)。但站在站台的我们,却清楚地看到:后窗先碎,前窗后碎。
这不是视觉延迟,而是同时性本身是相对的,爱因斯坦的狭义相对论如此宣称。如果连「同时」都不是绝对的,那么「现在」又怎么可能是客观存在的呢?
因此物理学家认为:时间应该像空间一样被理解。就像我们说「这里」只是空间中的任意一点,而「现在」也只是时间中的任意一刻。过去的恐龙和未来我们的后代,都在块体宇宙中的不同位置「存在」着,就像北京和上海同时存在一样。
物理定律不关心过去、现在还是未来,不考虑时间的方向。那么在一个时间不流动的物理世界里,大脑是如何建构出「时间在流动」的感受呢?
第二重折射:从神经动力学到主观时间
博南诺揭示了一个惊人的事实:大脑内部并没有中央时钟。
如果大脑里有一个时钟计时器,就像手表里的石英振荡器一样,我们对于时间的感受就很好理解了。但问题是我们的大脑并没有专门的脑区用来运算时间,而且神经学家发现不同的时间尺度,由完全不同的机制来处理。
昼夜节律(24 小时):靠视交叉上核中的「周期」蛋白质,像分子钟摆一样每天自主振荡。但它不「计数」,每天都重置,所以并不知道过了多少天。
而毫秒到秒级的计时,更神奇,大脑用的是状态的变化。
比如雨滴落入池塘。涟漪的直径可以告诉我们,雨滴落下多久了。神经元也是如此。突触的强度会随使用而短暂变化:第一次脉冲产生 1 毫伏电压,如果 50 毫秒后再来一次,产生 1.5 毫伏;如果 200 毫秒后才来,只产生 1.1 毫伏。突触的当前状态,就隐含着上一次脉冲是多久前的信息。
还有更复杂的群体时钟:比如大鼠做时间判断任务时,纹状体中数十个神经元依次激活,形成神经元链 A→B→C→D… 看哪个神经元正在激活,就知道过了多久。
这就像看大厦窗户的灯光编码模式来判断时间,比如日落时窗户模式是「101…」,日落后 1 小时是「011…」,不同编码模式的变化状态就是时间。
但这只是大脑做的初步的映射,对于时间的建构还不够。神经网络的动态状态只是「时间的原始状态」,大脑还需要把这些原始状态转化成我们能「理解」的时间概念。这就引出了第三重折射。
第三重折射:从空间借用到时间概念
博南诺提到大脑理解时间的方式,借用的是空间认知系统。
为什么会这样呢?在进化史上,空间认知先于时间认知。哺乳动物必须知道食物在哪里(左还是右?前还是后?),这是生死攸关的。相比之下,3个月后是冬天,还是什么季节,对生存影响并不是特别的大。
所以大脑的解决方案是:复用已有的空间回路来处理时间。从进化的认知经济学角度看,与其从零构建时间系统,不如借用现成的空间系统。
借用空间系统的证据很多,比如语言证据:我们没法不用空间词汇谈论时间,像长期以来(空间的长度)、时间流逝(空间的运动)、圣诞节离元旦很近(空间上的距离)。但反过来却不成立,我们很少用时间词汇来描述空间。
还有心理学的证据:卡帕效应。两盏灯间隔 8 秒闪烁,相距 2.4 米时你估计间隔是 6.5 秒,相距 9.6 米时你估计是 8.05 秒。距离越大,时间感觉越长。
这是因为大脑的内部时钟不够准确,它会利用距离信息来校准估计的时间。现实世界中,距离和时间强相关:雨滴滑落窗户越远,时间越久;汽车开得越远,用时越多。
这是第三重折射:从神经动力学的状态轨迹到认知层面的时间概念。大脑把抽象的时间映射到具体的空间表征上——过去在「后面」,未来在「前面」;短时间在「左边」,长时间在「右边」。我们通过空间化的方式来思考时间。
但我们还没有回答最核心的问题:为什么我们感觉时间在流动?这就引出了第四重折射。
第四重折射:从意识整合到时间流逝感
博南诺在书中承认,这是他无法完全回答的问题。但他提出了几个关键线索。
意识不能存在于单个瞬间
物理学家提出「一个时刻里的多个时刻」假说来调和块体宇宙以及时间流逝感。即便我们在块体宇宙的一个静态帧里,我们的大脑也包含了前几帧的记忆,这种多帧叠加创造了时间流动的错觉。
但这个解释有个问题:意识本身可能需要时间延展,不能只存在于一个瞬间切片。
就像音乐需要多个音符才能成为音乐,意识可能需要多个时刻才能成为意识。比如我们看翠鸟俯冲入水,一张照片能拍到 6-7 个连续动作的残影。你的大脑在「现在」这一帧里,同时持有过去几个时刻的记忆痕迹。但这不是简单的快照叠加,而是需要时间厚度才能运作的动态过程。这意味着我们体验的「现在」并不是物理学意义上的瞬间,而是一个有宽度的时间段。
读到这里,你会发现博南诺,他并没有给出最终的答案。
在书中,他写道:时间的流动到底是意识创造出来的虚构,还是一种如今尚未被物理定律捕获的东西?我白天工作时倾向于前者(块体宇宙是真的),但夜幕降临时,我也很难完全抵挡后者(时间真的在流动)。
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- 260206 zapp 读完《大脑是台时光机》,与 Claude Sonnet 4.5 共创此文。