探索時間之謎:宇宙最奇妙的維度

探索時間之謎:宇宙最奇妙的維度
定價:360
NT $ 77 ~ 630
  • 作者:佛克
  • 原文作者:Dan Falk
  • 譯者:嚴麗娟
  • 出版社:貓頭鷹
  • 出版日期:2010-12-03
  • 語言:繁體中文
  • ISBN10:9861203540
  • ISBN13:9789861203546
  • 裝訂:平裝 / 352頁 / 15 x 21 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
 

內容簡介

  霍金已經寫了暢銷千萬冊的《時間簡史》,我們為什麼還要看《探索時間之謎》?

  霍金的經典著作雖然名為「時間簡史」,其實內容主要是以天文物理的角度來探討宇宙論。而《探索時間之謎》卻打破一切學門的界限,從各種面向切入時間這個主題——這是一本真正全面探索時間的巨著。難怪看過本書的書評家會說:「霍金的《時間簡史》就該這樣寫!」

  要寫一本關於時間的書,最根本的問題是:時間到底是什麼?

  我們生活在由時間構成的世界裡,時間深植在我們的意識中,但我們卻看不到、聽不到、聞不到也摸不到,幾乎對它一無所知。哲學家和科學家花了好幾百年不斷思索,仍舊無法掌握時間的概念,就連愛因斯坦也為之苦惱不已。時間留下了太多謎團,它真的會「流動」嗎?如果失去記憶,我們還能感受時間的變化嗎?我們有可能回到過去,改變歷史嗎?

  事實上,時間遠比我們想像的複雜。它絕不只是單純的物理問題,我們可以從考古學的角度來看,也可以從生理學、心理學、語言學、人類學、哲學,甚至從地質學的角度來思考。當然,時間更是科幻世界和未來學的重要命題。

來看看書中有趣的例子:

古代文明的時間觀

  你怎麼知道日子過到哪兒了?古代的蘇美人看月亮來算日子,這種曆法的壞處是:過了十六年,夏至就會變成冬至。而大多數的回教國家,則採用同時調和月份和季節循環的太陰太陽曆,這種曆法在回教世界遵行至今,因此很多回教國家的國旗上都有新月的圖案。奇怪的是,同樣位處中東地區的古埃及人,卻和我們一樣使用太陽曆……原來,他們最關心的事就是夏末的尼羅河氾濫,而夏天什麼時候來只和太陽有關,也難怪埃及人要看太陽來過日子了。

失去時間的男子

  你能在腦海中描繪小時候住的地方嗎?閉上眼睛,是否能想像自己穿過當時的客廳走向廚房?如果你具備這種能力,就表示你擁有「情節記憶」。可是那個叫K.C.的男子就不那麼幸運了:一場交通事故讓他的腦部嚴重受損,從此完全喪失了情節記憶。K.C.可以彈琴下棋,說話也沒有問題,可是他講不出昨天他做了什麼,也說不出明天他打算要怎麼過,而他甚至沒辦法察覺他的處境。這個真正「活在當下」的男子,只剩下空殼般的自我意識,唯一的好處是:他似乎一直都很快樂。

矛盾的時光旅行

  你很想回到過去的美好時光?告訴你一個好消息:這世界上沒有任何一條物理定律禁止我們回到過去的時間。不過,即使我們真能回到過去,還是要面對很多問題。舉例來說,我們有可能回到過去,阻止父母生下自己嗎?科學家提出三個可能的答案:(一)不行,因為自然定律總會不知不覺地聯合起來,妨礙你執行惡毒的任務。(二)可以,你可以回到過去阻止父母,但你的行為不會改變已經發生的歷史,而只是改變另一個「平行宇宙」的過去。(三)以上的矛盾證明了人類不可能回到過去。你相信哪一個呢?

  本書作者佛克,是個獲獎無數的科普作家。為了追尋時間的奧祕,他走訪世界,參觀愛爾蘭最古老的觀測站,也拜訪美國最先進的原子鐘;他踏上大自然留在地表的時間遺跡,也走進愛因斯坦的住所,探究這個二十世紀最偉大的物理學家,留給我們的謎題:時間真的存在,或者只是我們的幻覺?

  跟著佛克的腳步,你會發現時間最豐富迷人的面貌,不管是考古、歷史、人文、哲學,或是人類學、心理學、物理學、太空科學乃至於科幻世界的時光旅行,都包含在這個宇宙最奇妙的維度裡。如果你想徹底了解時間,如果你覺得《時間簡史》過於艱澀難懂,趕快打開《探索時間之謎》吧!

作者簡介

佛克(Dan Falk)

  專事科學寫作,作品散見於「環球郵報」、「多倫多星報」、「海象」雜誌、「農舍生活」雜誌、「天空新聞」雜誌、「天文學」雜誌、「新科學人」雜誌,也定期為加拿大廣播公司的「好點子」和「怪怪與夸克」節目撰稿。他得過的獎項包括「紐約節」的「廣播節目金獎」和美國物理學會的「物理學及天文學科學寫作獎」。佛克的第一本書《T恤上的宇宙》在二○○二年獲得加拿大科學寫作人協會頒發「大眾科學新聞寫作獎」。他目前定居加拿大多倫多。

譯者簡介

嚴麗娟

  台大外文系畢業,英國倫敦大學語言學碩士及西敏斯特大學翻譯碩士,現從事專案管理工作。

 

目錄

推薦序

引言
第一章 天上的時計:時間的自然循環
第二章 日日,月月,年年:追尋完美曆法
第三章 時時,分分,秒秒:切割一天
第四章 在時間的控制中:時間與文化
第五章 記憶的持久度:跨越時間的橋梁
第六章 牛頓的時間:牛頓、萊布尼茲和時間之箭
第七章 愛因斯坦的時間:太空時間、相對論和量子理論
第八章 回到未來:時空旅行的科學
第九章 發端:尋找時間的曙光
第十章 大爆炸發生前:物理學的新領域和時間之箭的起源
第十一章 萬物必將消逝:生命、宇宙和萬物最終的命運
第十二章 虛幻和現實:物理學、哲學及時間的風景
 

引言

  如果有知覺,我們就能察覺到時間的推移。 魯卡斯,《時間和空間的論文》

  時間流逝。聽,時間正在流逝。 托馬斯,劇作《牛奶樹下》

  「我徹底解決了問題,」一九○五年五月,年輕的愛因斯坦興奮地告訴友人貝索,「解決的方法就是分析時間的概念。」

  貝索和愛因斯坦在瑞士伯恩的專利局一起工作,他是第一個聽到這個祕密的人。一個月後,全世界都知道了(起碼《物理學年鑑》的忠實讀者一定會看到。要再過十四年,愛因斯坦才會成為家喻戶曉的科學家)。愛因斯坦花了十年的時間密集研究,進行了設計精巧的「思想實驗」,寫出一篇充滿開創性的文章,他想協調馬克士威的電磁學理論以及自伽利略以來就已經確立的相對運動法。這個問題需要馬上找到解答,連當代最聰明的人都被難倒了。他的論文標題稀鬆平常——「關於運動物體的電動力學」,卻帶來大大的改變:時間突然就像橡膠一樣,變得充滿彈性;空間和時間緊密地連結了,而像「現在」這麼簡單的詞似乎完全失去了意義。

  愛因斯坦的論文令大眾震驚,正因為大家一向都以為時間就這麼簡單。過了一百多年,似乎仍然很簡單。畢竟時間就在身邊,包覆了我們的世界,也定義了我們的世界;只要醒著,就能聽到時間的回聲。時間就是意識體驗的基礎。

  最重要的是,時間會流動,或者看似在流動。最常見的比喻就是河流:在我們的想像中,時間就是綿延不斷的河流,把未來帶到我們眼前,把過去的事件帶到我們身後。同樣地,我們也可以把時間想像成固定的景物,我們從中航行而過。更現代的比喻則是投影機:事件就像一格一格的電影,每一格都只能用瞬間的「現在」照亮,之後就退入過去。接下來的影格就是未來的事件,朝著鏡頭衝過來,時機到了就能體驗到屬於這一格的短暫「現在」。

  不論用哪個比喻,時間似乎都只朝著一個方向流動,從過去已經無法改變的事件流向不可知的未來,沒有轉寰的餘地。口中才說出「現在」,另一個「現在」就來了;之前的「現在」消失在過去中,永遠無法挽回。我們不能改變五秒鐘前發生的事情,也不能重返諾曼地人征服英格蘭人的黑斯廷斯戰場。未來很盡責地朝著我們飛奔而來,停也停不住。我們不確定未來會發生什麼事,卻能確定未來一定會來到眼前。

  這些說法看來平淡無奇,甚至有點幼稚,卻反映出這種感覺在我們心裡有多麼根深蒂固。小孩子很快就學會「昨天」、「今天」和「明天」的意思,能分辨「過去」、「現在」和「未來」。我們把時間當成有價值的東西:想要節省時間、討厭浪費時間、想要挪出時間來做喜愛的活動。想要喘口氣時,我們要求時間暫停。開心的時刻會說時間飛逝,接受牙醫治療時卻覺得時間慢得像在爬——但內心深處我們當然沒這麼天真。我們把記錄「正確」時間的工作交給時鐘,在布滿半導體玩意兒的世界裡,到處都是計時工具。但我們也不禁覺得,就算沒有時鐘記錄過了多久,時間還是無情地繼續流逝。正如兩千三百年前亞里斯多德說過:「即使四周一片黑暗,我們的肉體也不受干擾,如果心裡想到什麼事情,我們馬上就會覺得時間也悄悄流逝了。」牛頓則猜測即使沒有工具,時間仍會不斷過去;但我們在後面也會看到,牛頓無法提供定論。這方面愛因斯坦也一樣:他在一九○五年「徹底解決」的問題只是時間諸多祕密中的一個。時間的奧祕尚未完全揭開。

  一說到時間,大家都覺得很熟悉,卻又感覺到無比的神祕,這就是最難懂的悖論所在:再沒有其他的事物像時間一樣位在人類生活的中心,卻似乎離我們非常遠。人類一定能察覺到時間流逝,這是最貼近人類意識核心的概念。但誰能解釋時間到底是什麼?完全不可捉摸。我們看不到、聽不到、聞不到、嘗不到也摸不到時間。但我們真能感覺到,或至少認為自己感覺得到。咬文嚼字?非也,我們之後會看到:科學家和哲學家還在爭論「時光流逝」這樣的簡單句子到底想表達什麼意思。

  時間跟變化的關係密不可分。這個時候看到這樣,過一會兒又看到那樣,我們就會把變化跟時間流逝扯上關係。難怪有些人把時間定義成「大自然避免所有事件同時發生的方法」。但要把時間跟變化畫上等號,似乎又錯過了重點。時光的流逝感覺更基本、更重要。難怪詩人、作家、哲學家和科學家掙扎了這麼多年,還是無法掌握時間的概念。

  所以再問一次:時間是什麼?小朋友可能會回答:「就算你站著不動,也會一直過去的東西」或「用時鐘測量的東西」。大人會有更好的答案嗎?對愛因斯坦的重大突破有基本概念的人或許會回答:「跟空間一樣是一種維度」──不過我們覺得時間跟空間非常不一樣。

  如果我們細看這些(以及其他很多)和時間有關的說法,就會覺得愈看愈不滿意,這就是問題所在。我們說時間「包圍我們」和「定義我們的世界」,但這些說法適用於所有人嗎?還是只跟非常在乎時間的西方文化有關聯呢?佛教的和尚會跟華爾街的交易員一樣擔心自己誤了約會嗎?我們觀察到小孩子學會說「過去」、「現在」和「未來」,不過也只有在家長在乎這些名詞的文化裡。我們接下來會看到,在某些文化中根本找不到這些名詞和相關的概念。

  最基本的感覺(感到時間會「流動」)也是一個問題。但這個說法又有什麼意義呢?我們說時間如河水般流動……但流動的河水有河岸作為基準。時間流動的基準是什麼?假設河水流動的速率是每秒一千加崙,時間流動的速率則是……每秒一秒鐘?說了等於沒說(事實上,如果這麼主張,我們就得想像出次要的時間或「超時間」來當作主要時間流動的基準。如果次要的時間或「超時間」也會流動,就需要第三個時間來當作基準,以此類推。根本是愈幫愈忙!)。聖奧古斯丁(西元三五四至四三○年)耗費多年思索時間的問題,難怪他有時候會覺得非常挫折。「那麼,時間是什麼?如果沒有人問我,我知道答案,」他悲嘆道:「但如果我想解釋給問這個問題的人聽,我卻說不出來。」聖奧古斯丁到了最後才臆測,時間僅存在我們的腦海裡,只是心智構造出來的東西。之後不同時代的哲學家也得出同樣的結論。但時間感覺沒那麼虛幻,不是嗎?

  科學的貢獻不可忽略,但科學也讓時間玄上加玄。愛因斯坦的相對論告訴我們,像「現在」這麼普通的概念在四維的時空中就失去了意義。「現在」在仙女座星系是什麼時間?我們找不到有意義的答案。如果這個困境讓你覺得很煩惱,沒關係,我們之後會看到,愛因斯坦跟你有一樣的感覺。

  在物理學中,不需要辨別過去和未來,更讓人覺得奇怪。有些物理學家覺得時間和空間是一個巨大的區塊,其中的過去和未來具有平等的地位。同時,「現在」被降級成主觀的標記,如同「這裡」。有些科學家覺得,雖然時間本身或許具有真實性,但其流動或推移純粹只是幻覺,是神智清醒的人觀察周圍環境的方法產生的結果。沒有刻意的觀察,就沒有時間的推移;正好呼應聖奧古斯丁的說法。

  在努力了解時間意義的同時,我們也想用最精準的方法來測量時間。哲學家和物理學家仍在苦苦思索時間的意義,世界各地的巧手工匠和技師則發揮了無比的創意,用最迷你和最龐大的時計來記錄時間。

  自從人類存在以來,就發明了計時的方法。顯而易見的自然循環,如一天、太陰月、一年,都引起了人類祖先的注意(他們跟現在住在都市裡的人不一樣,晚上能享受到黑漆漆的天空,天體的運行自然會影響到他們的生活)。葬禮儀式的跡象可追溯到幾萬年以前,其中的陪葬物也透露出永恆的概念。

  在歷史上可以找到更為清楚的紀錄。每一個古老的文明都制定曆法來記錄自然的循環,有許多精細到令人嘆服。西方曆法的根源來自埃及和巴比倫,後來也做了一些修訂:每隔四年就插入一個閏年(這要感謝凱撒),且每四百年除去三次閏年(這要感謝教宗格勒哥里八世),讓我們能把一年的天數湊成類似自然循環的模樣,準確度也還算合理。然而,之後我們會看到,有很多方法可以跟得上自然的循環,格里曆只是其中一種。

  在某些古老的文化中,當時的人認為時間會不斷循環,事件的結果一再重複;有些人覺得死亡本身只是轉成另一種人類或非人類的存在狀態。猶太教與基督教共有的神學理論想像到死後的生活,但對於歷史的觀點卻十分不一樣:事件在上帝的監督下按著獨特的順序一件一件發生,從創世的那一刻一直到最後的審判日──非常明確的線性時間觀。歷史學家認為,線性時間的想法就是西方世界觀的基石。這個想法或許也鋪下了科學革命和工業革命的道路,因而引發我們對理性的喜好,也有一種不斷進步的感覺。到了十七世紀末,歐洲人已經把時間當成抽象的東西,完全不受人類活動的牽制。

  到了現在,時間無所不在:電子錶、手機和電腦上都看得到一秒接一秒滴滴答答地流逝;而讓全世界保持聯繫的電子網路,要仰賴時間差不到十億分之一秒的原子鐘發出的信號。在奧運比賽中,百分之一秒就可能是金牌和銀牌之間的差異;但物理學家能辨別出最短的事件長度是一百埃秒(一百埃秒有多短?跟一秒相比,等於一秒鐘和三億年的差別),和他們測量出這最短的時間比起來,一瞬間簡直就是永恆。

  在所有的物種中,人類最在意時間,但所有的生物都會受到時間循環的影響;生理時鐘讓動植物的生物節奏與自然環境保持一致。說到負責讓我們察覺到時間的器官,大家都會回答是大腦。我們用某種方法從環境中吸收大量且混亂的感官資料,組織成有意義的環境寫照,但周圍事物的寫照會不斷改變;這幅圖畫在時間中演化,也紮根在時間裡。人類擁有非常精密的能力,能形成、儲存和喚回這些心理的意象。記憶似乎就等於時間。「現在」或許只持續了短短一剎那,但在我們心中卻能延續好幾十年。如果某段經驗特別深刻,比方說第一次接吻、兒女出世、所愛的人去世,有可能一輩子都不會忘記。

  我們不只記得過去,也會設想未來。事實上,我們可以在心中投射不同時代的景況。不論是古羅馬戰士,還是能遨遊星際的太空船,都很容易想像。心中的意象或許不完全正確,或許還有點四不像,但能想到這些東西,就讓我們跟其他生物有了區別。我們是時間的生物,完全融入時間裡面。

  就算沒有歷史學家或考古學家,甚或人類根本不存在,宇宙仍會記錄本身的過去。這些紀錄不一定很容易解讀,但有了適當的工具後,我們就能閱讀自然的歷史書。舉例來說,化石告訴我們遠古時代有什麼樣的動植物(很多早就滅亡了),放射性原子可以告訴我們這些動植物存活的年代,峽谷告訴我們幾千年來所經歷的風化和腐蝕。天文學家發現,宇宙本身帶有它自己新生時期的回聲——光線的光子已經在宇宙間飄揚了將近一百四十億年。

  一百四十億年這個數字看了就讓人心煩意亂,是我們所能估算出最接近宇宙年齡的數字,代表從宇宙形成到現在已經經過的時間。在最後幾章,我們會看到這項偉大發現的證據,也會向前展望,推測還剩下多少時間。很有可能眼前的時間遠超過已經經過的時間——宇宙看起來還算年輕。

  但從宇宙火熱的開端到現在所橫跨的時間仍令人難以置信。自從猿猴般的生物開始在地球上直立行走,那時到現在所經過的時間跟宇宙的年齡比起來,真是小巫見大巫,再跟我們懂得制定曆法、製造時鐘及使用科學工具來探索世界的時間相比,人類文明的歷史更顯得短暫。過去幾十年來,教育家同心協力,想要把那段漫漫的時間形象化;比方說在龐大的彎曲通道上標出每個漫長的時期(例如在紐約的蘿絲地球和太空中心),或用巨大的黃色捲尺(例如在多倫多的安大略科學中心),或用放滿了化石的自然步道展示地球的地質史(例如在大峽谷新建的「時間步道」)。事實上,這些表現方式都把時間轉化成空間:我們看不見時間,卻能在木頭、玻璃纖維或鋼鐵上看到有形體的倒影。或許在想盡辦法描繪時間的同時,我們也只能做到這樣了。

  在這幾十億年間,沒有人知道在多少個星球(起碼有幾百萬個)上有多少物種進行演化。我們只知道其中有些生物或許曾思忖過時間的本質。這當然是推測。我們知道起碼智人(現代人的學名)想了解時間的本質。的確,這個最難以理解的維度已經變成人類最著迷的東西。

  在接下來的章節中,我們會討論歷史上最具洞察力的思想家對時間有什麼看法,包括了亞里斯多德、牛頓和年輕時代在專利局工作的愛因斯坦。我們也會遇到當代最有深度的思想家:潘羅斯、戴維斯、巴伯、道伊奇、施莫林等人。我們也會看看哲學家、物理學家、心理學家和神經科學家有什麼相關的發現,以及不同的文化(現代的和好幾百年前的)如何看待時間難以捉摸的本質和顯而易見的流動。如果真有人能把時間調查得一清二楚,本書內容離那個目標還有一大段距離,只能算是簡短的導覽,但願能激起讀者的興趣。

推薦序

漫長的時間,曲折的故事 徐遐生

  《探索時間之謎》如同一本漫談時間的百科全書。不管是過去還是現在,時間這個主題吸引了諸多作家,未來肯定也會繼續散發魅力。本書呼應了關於時間的當代經典之作——圖爾敏和菲爾德的《發現時間》,以及霍金的《時間簡史》;前者是地質學家發現地球古老年歲的動人故事,後者則是牛頓及愛因斯坦引力理論的卓越傳人,所提出的宇宙論觀點。但佛克探討的層面則比二者更為多元。時間不僅是科學(牛頓及愛因斯坦對時空和萬有引力的看法),也是歷史(不同文化如何測量時間);時間還包含科技(計時工具如何演變成今日的形式)、文化(歐洲、亞洲某些地區和美洲,對過去、現在、未來的想像)、軼事趣聞(歷經九一一事件多年後,小布希的「錯誤」記憶)、宇宙觀(遙遠但有限的過去,以及無限卻淒涼的未來**)、哲學(時間是不是人類頭腦製造的假象?)以及前衛物理學(時間是突然出現的實體嗎?它是基本而簡單的,還是非常複雜的?)。時間甚至一腳踏入科幻領域(如時空旅行)。

  由於包含的層面如此廣泛,佛克選用的故事難免有過於主觀之虞。每個迷人或令人震撼的段落,會因為讀者自己的品味及文化背景而異。由於自身文化背景之故,佛克只在註腳中提及中國人發現陰曆與陽曆十九年重合的故事(中國人比巴比倫人早發現此現象),而沒有寫入本文,讓我感到有點失望。

  此外,佛克僅直接陳述此一事實,卻沒有提到古人是從月蝕與日蝕每十九年循環一次的現象推得此理(亦即發現日月相對於地球的位置,大約每十九年會重複一次),也有點可惜。佛克在同一章裡提到太陽年的長度為三六五.二四二二天時,我也希望他能說明希帕霍斯、郭守敬及布拉赫等偉大天文學家,如何確定這些數據;並且說明現今的格里曆中每四年一閏、每四百年去掉多加的天數,以便約略矯正多出來的○.二四二二天。

  不過對一本如此宏觀的書來說,我只是在挑小毛病。作者要說的是一個漫長曲折的故事,總體來說,他的敘述既有活力又不失格調。因此,對於愛思考的讀者來說,我樂意推薦這本值得加入收藏的新書。你一定也好奇為什麼時間可以被「發現」、「探索」,甚至還擁有自己的「歷史」。想要得到答案的話,請讀這本書!(當然也不要錯過圖爾敏、菲爾德和霍金的著作)你也許會感到困惑,但你也會學到許多先前不知道的知識——除非你是認為「過去」沒有什麼客觀意義的那種人。

  *本文由英文撰寫,經徐遐生院士同意譯為中文。
  **關於這點,可參考亞當斯及勞夫林合著的《宇宙的五個階段》。

  徐遐生 美國國家科學院院士、中央研究院院士與美國國家藝術與科學院院士。曾任美國天文學會會長,美國加州大學柏克萊分校、聖地牙哥分校教授,國立清華大學校長。現為中央研究院天文及天文物理研究所特聘研究員。

 

內容連載

第五章 記憶的持久度
跨越時間的橋樑

記憶的缺點也是其優點,記憶構成跨越時間的橋樑,讓我們的心智和實際的世界聯結在一起。
沙克特

想得愈多,忘得愈快……
波赫士

  頭顱裡那塊一公斤多的柔軟灰色物質怎麼能察覺到時間流動?三百多年前,和牛頓同時的英國科學家虎克就反覆思索過這個問題:

我想問我們是用哪一種官能察覺到時間,因為來自五官的資訊都只留存在一瞬間——僅在物體於我們心中留下印象時的那段短暫時間內。我們仍缺乏能夠領會時間的感官;只有概念,但集合我們所有的官能,依然不能達成這個目的。

  雖然已經有無數的人根據知識和經驗進行猜測,尤其在過去幾十年來,有許多人透過科學方法狂熱地探索,虎克的問題到現在仍沒有簡單的解答。

  生物學家早就知道人體會回應自然環境的節奏(的確,植物和其他動物也會),近來發展迅速的「時間生物學」開始研究人體在健康和生病時對這些節奏的反應。大家最常聽到的就是每天起落的節奏:心跳、新陳代謝、消化和很多其他的功能,看起來都配合日夜的自然循環。這些是所謂的晝夜節律,原文來自拉丁文,直譯則是「近」(circa)和「日」(diem)兩個字的組合。還有其他無數的循環周期,有的更長,有的更短。

  還有大腦,這個在人體內提供知覺經驗的器官。我們知道大腦包含一千億個神經細胞(也稱神經元),很巧的是,在典型的星系中,大約也有一千億顆星星。我們也知道,每個神經元和其他神經元之間大約會建立一萬個突觸連結。這些連結就是大腦所有功能的源頭。和其他人一起發現DNA結構的科學家克里克稱之為「令人驚訝的假設」:大量的神經元活動讓我們能夠感覺到自我、察覺到周圍的世界、具備意識。因此可以推測,能夠感覺到時間流逝的能力應該也來自同樣的地方。

  心理學家和神經科學家一直都想找出大腦中是否有像「內建時鐘」的東西,也就是某種幫助大腦記錄時間的機制。但現在他們卻開始懷疑大腦內並無特殊的結構能夠發揮時計的作用。我們對時間的意識似乎分布到很多不同的大腦區域中,每一個區域都有各自記錄時間距離和順序的方法。在加州大學洛杉磯分校腦部研究中心工作的波諾馬諾說:「很多複雜的人類行為,例如了解語言、練習接球和演奏音樂,都要仰賴大腦能夠正確報時的能力。但沒有人知道大腦是怎麼做到的。」另外兩位傑出的心理學家薩登朵夫和柯貝利斯也有同樣的審慎評估:「我們仍不清楚內建時鐘、順序代碼或其他過程如何讓成年人建立時間維度的概念。」等一下我馬上會再提到這兩位心理學家的研究成果。

  要研究腦內的時間,還會有個問題:這不僅是一門相對來說很新的學問,其研究內容更橫跨許多學科,很多專精領域之間的界限因此變得更不明顯。這些學科包括電生理學(研究細胞和活組織與電流有關的特質)和心理物理學(研究物理刺激以及人類接受刺激後的主觀體驗之間的關係);腦部造影和運算模型方面的技術也很重要。神經生物學家伊葛門說過,這些新領域逐漸「描繪出腦部如何處理、學習和感知時間的方式」。

  一些包羅萬象的問題激發了最新的研究:隨著時間的推移,我們的大腦如何編碼/解碼流入的資訊?來自不同腦部區域的信號如何在短短的時間內彼此協調?我們對時間長度的感知如何反映外在的世界?有哪些因素會影響我們對時間的判斷?伊葛門說:「雖然對行為和感知來說非常重要,但時間感知用到的神經基礎依然籠罩在神祕中。」

  雖然我們才漸漸開始了解大腦如何詮釋時間,但大腦有種顯而易見且作用範圍相當廣泛的功能——記憶,似乎便以時間為中心。事實上,虎克更進一步作出結論,記憶就是我們感知時間的「器官」:

考慮到這一點,我認為我們有必要假設,有另一個器官能夠理解時間留下的印象。就我的猜想,除了我們一般稱為記憶的器官外,別無他物……我假設記憶就像耳朵、眼睛或鼻子,也是一種器官,位置很靠近其他感官的神經起共同作用和匯集的地方。

  現代的神經科學家一般不會把記憶稱為器官,而比較常稱為過程,或很多過程的組合。但是,他們的研究結果開始顯露腦部的記憶系統有多複雜,有多麼多元化。跟記憶相關的科學是一門龐大的學問,不可能用書中一章的篇幅講完。我不想摘要說明研究人員從記憶運作中學到了什麼,但會把重心單單放在某些腦部功能上,以便清楚說明記憶和時間的關聯。
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