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几乎没有什么问题比涉及时间的问题更复杂而深刻。

哲学家们思考时间是什么，它到底是单一的瞬间，还是完整的维度。

物理学家努力解决为什么时间似乎只朝着一个方向流动，时间旅行是否可行，甚至于，时间是否存在。

神经科学家和心理学家竭力想要理解“感受”到时间的流逝到底意味着什么。

时间还是自由意志问题的核心：未来是一条开放的道路，还是已由过去注定？

人解答时间相关问题的能力，受制于人类大脑的结构和局限性。

大脑是一台时间机器，这是大脑经过漫长进化预装的一种能力，这台机器不光能判断时间，预测未来，还能让我们在精神上将自己投射到未来，称为精神时间旅行，这是人类具有的独特能力。

无论是记忆、生物时间节律、第六感，还是时间的空间化、精神时间旅行、意识，当中的任何一个概念和大脑对时间的感知结合起来，都会产生引人不断探索的无穷吸引力。

这是一部关于时间感知超级酷炫且深刻的脑洞大开之作，横跨神经科学、心理学、哲学、数学、物理、生物等诸多交叉领域，打开你对世界的崭新认知！

目录

导读

致谢

第一部分　大脑时间

1: 00 时间的风味 / 3

发现时间 5

时间和神经科学 8

现在论与永恒论 11

多元时间 14

2: 00 最棒的时光机 / 17

大脑是台时光机 20

把时间当成老师 22

时间的方向和误导 25

突触因果 26

判断跨越尺度的时间 30

3: 00 日与夜 / 33

隔离实验 36

视交叉上核 38

判断时间的细胞 39

第一台时钟 41

生物钟力学 43

时差反应 45

和时钟做斗争 47

多时钟原则 49

4: 00 第六感 / 53

前瞻和回顾计时 55

时间的压缩和膨胀 57

时辰药理学 59

慢动作效应的原因 63

在大脑中压缩时间 69

5: 00 时间模式 / 73

好玩的时机 76

妈妈语 77

摩尔斯电码 78

学习判断时间 81

跟上节拍 83

唱歌的鸟儿 86

时间的神经解剖学 88

6: 00 时间、神经动力学和混沌 / 93

超周期和周期内计时 94

涟漪 96

短期突触可塑性 97

状态依赖网络 101

群体时钟 102

事件特异性时钟 104

大脑动力学 107

混沌 109

第二部分　时间的物理和心理性质

7: 00 计时 / 119

神经元与核武器扩散 120

日历 124

第一台时钟 125

摆钟 127

石英和铯 130

贩卖时间 132

8: 00 时间：这到底是什么 / 135

重访现在论和永恒论 137

时间，谁需要它 138

对当下的无所谓 140

时间顽固的箭头 142

双向箭头 144

9: 00 物理学中时间的空间化 / 147

狭义相对论 148

同时性的丧失 151

时空 155

我们能调和关于时间的物理学和神经科学吗 158

块体宇宙与神经科学相容吗 161

10: 00 神经科学中的时间空间化 / 167

儿童和时间 168

空间、时间和语言 169

星期三 171

卡帕 173

是时钟还是记忆 175

物理和神经科学中的相对性 177

11: 00 精神时间旅行 / 183

重访与预访 184

动物的精神时间旅行 187

生活在当下 189

向未来发送消息 191

时间短视 192

大脑当中的精神时间旅行 196

12: 00 意识：过去和未来的结合 / 201

时间碎片 202

重新校准时间 203

意识的相关性 206

时间和自由意志 207

人类可以预测吗 210

罪与罚 213

注释 / 218

迪恩·博南诺（DEAN BUONOMANO）

是加州大学洛杉矶分校神经生物学系和心理学系的教授，并任学习和记忆整合中心的研究员，他经常关于神经科学受邀到一些媒体发表讲座或访谈，包括《新闻周刊》《发现者杂志》《科学美国人》《洛杉矶时报》《科学家》《纽约客》等。

译者简介

闾佳

资深翻译工作者，主攻通俗经济学、社会心理学、经济管理及科普方向的非虚构类作品，历年来已出版多部广受好评的翻译作品，包括《牛奶可乐经济学》（2008年获中国国家图书馆文津奖）、《影响力》系列、《理性乐观派》和《游戏改变世界》系列。其余畅销图书还包括《欲罢不能》《自下而上》《与机器赛跑》等。

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因果关系，其中包括

1。原因和结果必须在空间和时间上是连续的

2。原因必须先于结果。

幸运的是，人们不需要阅读休谟就能将这些规则应用起来，因为它

们是以突触和神经元这样的硬件形式，在我们大脑里进行接线的。事件

之间的时间关系，是大脑用来理解威廉・詹姆斯所说的“嗡嗡乱响，乱作一团”的各种我们感觉器官接收到的感官信息的最重要线索。一个婴

儿是怎么了解到“猫”这个字指的是有四条腿、带着锋利爪子的毛茸茸

生物的？因为婴ル看到猫的最初十几次，家长都会轻轻对他说：“看哪

小猫咪。”换句话说，看到猫和听到“猫”这个字之间的时间接近性，

使得婴儿的神经回路将这两种不同的刺激联结起来。

经典条件反射，是动物王国中最普遍的一种学习形式，它概括了时间连续性和顺序对大脑功能的基本重要意义。巴甫洛夫的狗是经典条件

反射的标准例子：在向狗提供肉（无条件刺激）之前摇响铃铛（条件刺

激），最终，狗将习得一听到铃响就分泌出唾液。换个你更熟悉的例子，

你家的猫咪一听到开罐器的声音，就会扑进厨房。虽然铃铛声实际上并不是获得食物的原因，但狗理解的似乎就是这样。经典条件反射是动物用来预测接下来会发生什么的原始算法。响尾蛇的滑行引人警觉，是经典条件反射实验的鲜活例子：“嘶嘶”声是条件刺激，暗示响尾蛇（无条件刺激）有可能在附近。

休漠一定从未怀疑过时间连续性对大脑功能的重要性。想一想婴儿识别母亲面孔时大脑所面临的挑战。母亲的面孔有时出现在跟前故此显得大；有时出现在远处，故此显得小。处在不同的距离，面孔投射到视网膜的图像是完全不同的（正如同一个人的特写和远距离照片，将激活相机上的不同像素模式，它们也会激活视网膜上感光受体

意识的时间结构实际上是高度编辑加工版的现实。如果你凝视朋友的眼睛，同时让她来回转动眼球，你可以很容易地看到这些动作随着时

间的推移而发生。现在，如果你在照镜子的时候深深凝视自己的眼睛，然后继续来回转动眼球，你会发现自己无法看到眼睛的运动。眼的这些快速自发运动叫作“眼跳”，更严谨的实验（相较于对着镜子看自己的眼睛）揭示，眼跳期间，视觉会受到部分抑制。举个例子，如果一幅图像在你把眼睛转动到新位置期间闪现在屏幕上，又在你眼转动停止之前开，你很可能不会有意识地觉察到这幅闪现的图像。即便把意识考虑在内，大脑也经常会删除眼球转动过程中出现的帧。同样，每次眨眼，我们都会从视觉系统的原始输里删除这些空白；这些空白没被有意识地感知，因为大脑通过在眨眼前后插入帧的方式做了填补。根据一项估计，在一天的过程中，眼跳和眨眼之间会丢失整整1个小时的视觉信息，而我们却并未感知到视觉意识流存在任何空白。

如此忠实地反映了你脑海中对时间的想象。

大脑能做的远不止记录时间。大脑是一台时光机，它不仅允许你穿梭到过去，还让你“改变”它；它也允许你旅行到尚未确定的多个可能

的平行宇宙，为自己的未来做打算。科学家将此称为“精神时间旅行

（ mental time travel）。写下每一条事项都涉及至少一次精神时间旅

“上一次我决定读完一本书是什么时候”是诉诸过去的经验；“今天下午

我能赶在任务截止时间之前完成任务吗”是思考未来事情发展的多种可能

性；“要是没能完成，我只好祈求宽限几天了”是就未发生的可能性做准

备。你不仅能分辦过去和当下，推测未来，还有能力“反事实”地思考过

去一一我要是早点起床就不会错过这班车了。这种反事实思考（ counter

factual thinking）能力让人能够避免再次出现错误、身处险境，以求得

生存，而反事实思考能力正依赖于我们大脑中铺陈好的时间线。记录和利用大脑中的时间线是日常决策的基础，也是人类文明的基石。

当然，时间不仅仅是神经科学家试图理解的概念。物理学家探究时间的本质，相对论刷新了人们的时空观；历史学家探究和比较各地区的历法和编年；哲学家对时间的本体感到头疼，试图反思时间与存在的复杂关系；社会学家对工业时代以后的人们把时间看作劳动单位和商品尤其感兴趣。他们在各自的学科范畴得出的结论往往互不相容，甚至曾经引发大论战一一在发表相对论后，爱因斯坦同哲学家柏格森的世纪之辩至两人离世也没有尘埃落定。在“时间：这到底是什么”一章中，作者毫不吝啬地花大量篇幅向你展示了时间的多个侧面一一在时钟、主观感受之外，时间在更深层意义上究竟是什么。

发现时间

时间比空间更复杂

诚然，空间有着比时间更多的维度：确定空间的位置必须给出3个值（例如，纬度、经度和海拔），而标记时间中的一刻只需要一个数字。所以，在某种意义上，空间更复杂，但我想表达的是，人类的大脑理解时间要难于理解空间

我们跟脊椎动物有着大致相同的神经硬件，那么，这里就以它们为例吧。脊椎动物能够在空间中导航，创建周围环境的内部地图，在某种意义上，也就是它们“理解”空间的概念。动物能够怀着明确的目标（知道自己要前往的地方在空间上处于什么位置）长距离迁徙；它们记得自己储存食物的地方；哪怕一只幼犬也知道，如果有零食落在沙发背后，可以试着绕过沙发，从左侧、右侧、下方或上方接近零食。我们知道哺乳动物的大脑有一套高度复杂的内部空间地图，因为40多年来，神经科学家一直在记录海马体里所谓的方位细胞（ place cell）l方位细胞就是，当动物处在房间里一个特定位置（即空间中一个特定的点）时产生冲动或“启动”的神经元。这些细胞共同形成一张网络，创建出外部世界的空间地图，有点像GPS系统，但灵活得多。比方说，如果房间的边界改变或物体移动，我们的内部空间地图似乎会即刻更新。动物不仅能够在空间中导航，还能“看到”空间。2站在山顶，我们可以看到上面的天空、下面的森林，以及蜿蜒入海的河流所有这

大多数时候，我们的祖先对前瞻性计时比对回顾性计时更感兴趣。因此，追踪时间的最早尝试本质上主要与历法有关。预测月相、冬季的到来以及潜在猎物的迁徙模式，都对生存至关重要。占卜师、智者、祭司和天文学家使用月亮、星星和动植物的自然节律（外加大量的迷信）来判断哪一天最适合出战、种植和收获、举行宗教仪式、结婚、埋葬死者。能确定这些时间带来了权，而掌握了权力，自然也就有了权力的濫用。负责历法的罗马祭司，显然不会白白浪费手里的权力，他们运用自己对历法的控制，缩短自己不喜欢的政治家的执政时间。

准确度惊人的时钟，不仅可以用来测量小时和秒的无形流逝，还可以用来测量我们花时间做了什么。伴随着精确时钟的普及，小时工资制也出现了。19世纪末，一位名叫维拉德・邦迪（ Willard Bundy）的原悟了工厂管理人员追踪和记录工人时间的重要性，他发明了一种方记下工厂工人的到达和离开时间，考勤打卡机就是这么来的。他创办的国际计时公司（ International Time Recording Company）1911年合并为计算制表记录公司（ Computing Tabulating Recording Company），后来该公司称为IBM公司。

书籍介绍

几乎没有什么问题比涉及时间的问题更复杂而深刻。

哲学家们思考时间是什么，它到底是单一的瞬间，还是完整的维度。

物理学家努力解决为什么时间似乎只朝着一个方向流动，时间旅行是否可行，甚至于，时间是否存在。

神经科学家和心理学家竭力想要理解“感受”到时间的流逝到底意味着什么。

时间还是自由意志问题的核心：未来是一条开放的道路，还是已由过去注定？

人解答时间相关问题的能力，受制于人类大脑的结构和局限性。

大脑是一台时间机器，这是大脑经过漫长进化预装的一种能力，这台机器不光能判断时间，预测未来，还能让我们在精神上将自己投射到未来，称为精神时间旅行，这是人类具有的独特能力。

无论是记忆、生物时间节律、第六感，还是时间的空间化、精神时间旅行、意识，当中的任何一个概念和大脑对时间的感知结合起来，都会产生引人不断探索的无穷吸引力。

这是一部关于时间感知超级酷炫且深刻的脑洞大开之作，横跨神经科学、心理学、哲学、数学、物理、生物等诸多交叉领域，打开你对世界的崭新认知！