你的大脑是一台时间机器︰ 为什么我们需要谈论时间

新科学家 By Anil Ananthaswamy

31 May 2017

    一本新书显示，从空-时到思维保持时间的方式,能够抓住这个暂时的是复杂的但回报的

 
对外界的刺激神经电路连线它们自己来保持时间。Herbert List/Magnum

    "时间是一条没有任何分岔、交叉口、退口或周转的道路"。用这个神经学家迪恩布奥诺玛诺建立了他的新书你的大脑是一台时间机器的新鲜内容------和一种有趣的我们动物相对空间导航时间方式之间的差异。

    不是那个时间和空间比较使理解时间的任务更容易的，正如布奥诺玛诺后来描述的，"物理学家的关于时间的本质的谈论终结在时间上，但它似乎拖上了很长时间的。这个捕获各种时间的观念︰自然的时间、时钟时间与主观时间。

    自然时间是物理学家大惊小怪关于的。时间是真实的吗？或者时间的通过是一个错觉，并且在时间中所有的时刻都多以全部空间的坐标同样的方式存在的吗？在另一方面，神经学家大惊小怪时钟时间与主观时间的。

    为了解释自然时间，物理学家和哲学家回到永恒主义，按照永恒主义过去、现在和未来都是同样真实的。布奥诺玛诺写道，"关于现在绝对没什么特别的东西︰ 在永恒主义下现在对时间就像这里对空间一样"。

    自然时间的其它主要解释是现在主义，按照现在主义只有此刻是真实的------一种与我们的主观时间感相吻合的观点。过去的已经过去，未来的尚未发生。布奥诺玛诺说，"神经学家是隐式的现在主义者，尽管它直觉的诉求，但在物理学和哲学中现在主义是弱者......。

    "心智时间旅行是一种人类的能力。但要做到这一点，生物学首先不得不弄清楚怎样来保持时间"

    布奥诺玛诺决定是时间来同时的解决这个物理学和时间的神经科学的。这本书的书名源自现在备受推崇的我们的大脑是预测机器的想法。这个理论说，每当我们感知某些东西时，我们感知的不是客观现实，而是大脑的对什么正在造成撞击在身体上的感觉的最好猜测。但流行的理论说明往往忽略预测机器的维度之一︰ 时间。

    布奥诺玛诺指出，大脑一直在不断的做出实时预测，不只是"接下来会发生什么"而且也"什么时候它会发生"的。要做到这一点，大脑需要保持时间的复杂机器------来预测不只是在微秒内会发生什么的，而且秒、分钟、小时甚至天、星期、月和数年会发生的。

    这种来预测长期未来的能力是依赖记忆的。事实上，这是记忆作为一个需要来预测未来的信息的仓库进化的主要用途。有记忆与认知，我们的大脑变成了时间机器------我们可以在时间中来回旅行。这个心智时间旅行是一种人类的能力，把我们和其它动物区分，因此这本书的书名。奇怪的是，蜂鸟似乎来展示相似的能力，但到目前为止动物中的心智时间旅行的证据是很难得的。

    沉溺于心智时间中的旅行，生物学首先必须弄清楚怎样保持时间，不像在17世纪中科学家怎样发明了摆钟一样。克里斯蒂安·惠更斯的高质量摆钟是第一个比人类大脑内的时钟来更准确的保持时间的。

    布奥诺玛诺的书充满了美味的关于其中细胞------神经元和其它类型告诉时间的大量方式中的详细信息。例如，有这个复杂的清晰的视交叉上核，一个在充当主生物钟的下丘脑基部的神经元集群。生物钟取决于特定蛋白质水平的钟摆般振荡。其中之一被恰当的命名为周期。

    但与我们的时钟不一样，我们的时钟能告诉广大范围上时间间隔的时间，这个大脑没有单一的时钟。例如，在视交叉上核中的病变不在秒级别的时间上改变大脑来识别暂时的模式的能力︰对此有不同的时钟。如果有一个清晰的关于保持时间的神经科学的信息的话，它是能响应定期的外部刺激的那个神经电路，换句话说，它们能保持时间，各种各样的时间。

    阅读布奥诺玛诺的书，很难不为时间和保持时间怎样渗透我们的存在惊叹的------无论是以我们建造的时钟和仪器的形式的还是通过我们的大脑中固有的机制的。布奥诺玛诺创造一种关于暂时的大脑只是多么复杂的和它做的保持时间的壮观工作的好奇心的感觉。

    布奥诺玛诺以一种选择水晶般的清晰而不是华丽的散文几乎实事的方式清晰的写着。因此偶尔做出的句子脱颖而出，例如，当他写道"一只蜂鸟翼的扇摆持续时间藏匿的就像各大洲的漂移对我们的感觉器官一样"。

    布奥诺玛诺的清晰的写作当他写关于时间的物理学时是最明显的。鉴于他的专长是神经科学，这是不小的壮举。他解释为什么爱因斯坦的狭义相对论意味着的一个块宇宙------一个空-时的4D流形其中这里、那里和到处都一起随过去、现在和未来存在的------对永恒主义做出一个充满主要的的例子。

    狭义相对论破坏同时性的观念------两名相对彼此移动的观察者可能在事件的时间上一致的想法。当速度接近光速时，这个事件的暂时顺序能被不同的观察者以不同的方式感知的。

    布奥诺玛诺写道，"如果我们假定所有事件是从来一路平安的或将在这个块宇宙中位于一些永久点上要发生的------那么同时性的相对性变得不比在空间中的两个物体出现要被对齐或不被对齐取决于你正站的地方的事实更令人费解的。如果你正站在公路沿线的路f一边两个电线杆出现对齐，但如果你在路中间不对齐的------这是一个角度的问题。并且因此在时间中类似的。

    但永恒主义与我们的时间的流动的主观体验发生冲突︰ 换句话说，物理学与神经科学的冲突。虽然我们感觉时间的通过是真的并因此本能的赞成现在主义，但布奥诺玛诺指出，我们的主观时间的观念被复杂的联系到我们的空间的观念。他用我们用来谈论时间的隐喻表明这个，"那是一个令人耳目一新的短广告、我们一直在很长时间研究时间的...我期待你的答复、回过头来看那是一个可怕的想法。对保持时间，这个大脑共同选用用来代表空间的神经回路，因此以一种好奇的狭义相对论方式同样类似的对待时间和空间。

    这个导致这本书中提出了的最有趣问题之一︰我们关于物理学的理论能被我们大脑的这个很的结构告知吗？布奥诺玛诺写道，"现在我们知道大脑本身空间化时间，也值得一问是否永恒主义的接受得益于它与负责选择永恒主义和现在主义之间的这个器官的构造共鸣的事实"。

    "我们的关于物理学的理论被我们大脑的这个很的结构告知吗？" 

    如此没有直接答案的关于时间的科学知识的状况是即将到来的。这本书，一个大部分令人信服的阅读接近尾声时有点逐渐枯竭的，比答案有更多的问题。这是可以理解的。布奥诺玛诺写道，"我们的时间的主观感觉坐落在一个未解的科学秘密︰意识、自由意志、相对论、量子力学和时间的本质的一个完美风暴的中心"。

    你的大脑是一台时间机器能令人不安的，例如，随一个可居住的其中所有的时刻都存在的宇宙的涵义的参入。但这本书最终将导致一个内部的平静，随一个人意识到所有过去一个世纪多的深刻的科学发现正与一个共同的敌人：时间奋争的。

    你的大脑是一台时间机器︰神经经科学和时间的物理学（Your Brain Is a Time Machine: The neuroscience and physics of time by Dean Buonomano）

    阿尼尔阿南萨斯瓦米（Anil Ananthaswamy）是新科学家的顾问

This leads to one of the most intriguing questions raised in the book: could our theories about physics be informed by the very architecture of our brain? “Now that we know that the brain itself spatializes time, it is also worth asking if the acceptance of eternalism has benefited from the fact that it resonates with the architecture of the organ responsible for choosing between eternalism and presentism,” writes Buonomano.

Your Brain Is a Time Machine: Why we need to talk about time

agrees to indemnify RBI and New Scientist against any claim arising from incorrect or misleading translation

https://www.newscientist.com/article/2132847-your-brain-is-a-time-machine-why-we-need-to-talk-about-time/