科学定义

物理学家将时间定义为事件从过去到现在再到未来的过程。基本上，如果一个系统是不变的，它是永恒的。时间可以被认为是现实的第四维度，用来描述三维空间中的事件。它不是我们可以看到、触摸或品尝的东西，但我们可以测量它的经过。

时间之箭

无论时间是向前移动到未来（正时间）还是向后移动到过去（负时间），物理方程都同样有效。然而，自然界中的时间有一个方向，称为时间之箭。为什么时间是不可逆转的，这是科学界尚未解决的最大问题之一。

一种解释是自然界遵循热力学定律。热力学第二定律指出，在封闭系统中，系统的熵保持不变或增加。如果宇宙被认为是一个封闭的系统，它的熵（无序度）永远不会减少。换句话说，宇宙不可能完全回到它在早期的状态。时间不能倒流。

时间膨胀

在经典力学中，时间在任何地方都是一样的。同步时钟保持一致。然而，我们从爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论中知道，时间是相对的。这取决于观察者的参考框架。这可能会导致时间膨胀，即事件之间的时间越接近光速，就越长（膨胀）。移动的时钟比静止的时钟运行得慢，当移动的时钟接近光速时，这种效应变得更加明显。喷气机或轨道上的时钟记录时间比地球上的慢，μ子粒子下落时衰减更慢，迈克尔逊-莫利实验证实了长度收缩和时间膨胀。

时间旅行

时间旅行意味着向前或向后移动到不同的时间点，就像你可能在空间的不同点之间移动一样。时间的跳跃发生在自然界。国际空间站上的宇航员返回地球时会及时向前跳跃，因为它相对于空间站的移动速度较慢。

然而，时光倒流的想法带来了问题。一个问题是因果关系或因果关系。时光倒流可能导致时间悖论。“祖父悖论”就是一个典型的例子。根据悖论，如果你回到过去，在你父母出生之前杀死了你的祖父，你就可以阻止自己的出生。许多物理学家认为时间旅行到过去是不可能的，但对于时间悖论有解决方案，例如在平行宇宙或分支点之间旅行。

时间知觉

人类的大脑具备跟踪时间的能力。大脑的视交叉上核是负责每日或昼夜节律的区域。但是神经递质和药物会影响时间感知。刺激神经元的化学物质使其比正常情况下更快地激发，从而加快了时间，而神经元放电的减少则减慢了时间感知。基本上，当时间似乎加快时，大脑会在一段时间内分辨出更多的事件。在这方面，当一个人玩得开心的时候，时间似乎真的在飞逝。

在紧急情况或危险期间，时间似乎变慢了。休斯顿贝勒医学院的科学家说，大脑实际上并没有加速，但杏仁核变得更加活跃。杏仁核是大脑中制造记忆的区域。随着更多记忆的形成，时间似乎越来越长。

同样的现象也解释了为什么老年人似乎认为时间比年轻时移动得更快。心理学家认为，大脑对新经历的记忆比对熟悉经历的记忆更多。由于晚年建立的新记忆越来越少，时间似乎过得更快。

时间的开始和结束

就宇宙而言，时间有一个开始。起点是137.99亿年前大爆炸发生时。我们可以测量宇宙背景辐射作为大爆炸的微波，但没有任何早期起源的辐射。关于时间起源的一个论点是，如果时间无限向后延伸，夜空将充满来自较老恒星的光。

时间会结束吗？这个问题的答案不得而知。如果宇宙永远膨胀，时间就会继续。如果新的大爆炸发生，我们的时间线将结束，新的时间线将开始。在粒子物理实验中，随机粒子是从真空中产生的，因此宇宙似乎不可能是静止的或永恒的。只有时间能证明一切。

要点

• 时间是事件从过去到未来的进程。
• 时间只朝一个方向移动。时间可以向前移动，但不能向后移动。
• 科学家相信记忆的形成是人类感知时间的基础。

来源

• 卡特，丽塔。人脑书。多林·金德斯利出版社，2009年，伦敦。
• Richards，例如，《绘制时间：日历及其历史》。牛津大学出版社，1998年，牛津。
• 《狭义相对论导论》，麦格劳-希尔图书公司，1968年，纽约。