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你在读着这个句子时,很可能会想着“这一刻”（就是现在）,也就是正在发生的“当下”.此时此刻似乎很独特、很真实.不管你对过去有多少记忆,对未来如何憧憬,你都活在当下.当然,你阅读刚刚那句话的那一刻已经不再,这句才是当下.换句话说,时间似乎在流动,亦即“当下”也在不断更新.在我们直觉的深处,未来是开放的,直到它成为现在,而过去已被固定住了.时间流动时,这种过去固定、现在发生、未来开放的结构不断在时间中前进.这种结构深植于我们的语言、思考和行为中,我们的一生该怎么过正悬于此.

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虽然这种想法很自然,却无法在科学里找到相应的语言.物理的方程式无法表明哪些事件正在发生,就像一幅没有标记“你在此处”的地图.方程式中没有“现在”,因此也没有时间流.除此之外,我们可以从爱因斯坦的相对论中得知,不只是单一的现在不存在,事实上每一刻都同样真实,未来并不比过去开放.

科学对时间的理解,与我们日常生活对时间的理解有着巨大的鸿沟,这让历史上的思想家大感困惑.一旦物理学家逐渐剥夺我们赋予时间的平常属性,这个鸿沟益形加深.现在,物理时间与经验时间的裂口已深及根基,因为有许多理论物理学家开始认为,时间甚至根本不存在.

时间并非宇宙真实结构的一部分,这种想法刚开始很令人震惊,难以想象它如何说得通.我们所做的每一件事,都是在时间里做的,这个世界就是由时间串起的一连串事件,每个人都可以看到我的头发变白、物体移动之类的事件.我们看到了变动,而这种改变是相对于时间而言的.少了时间,世界就会全然静止.一个没有时间参数的理论,就必须解释：如果世界实际上并没有变动,为什么我们会看到事件的变化.

最近的研究正尝试面对这项挑战.虽然时间可能并不存在于最基本的层次,但它可能在较高的结构中产生：这就像桌子虽然是由一堆内部几乎空空如也的粒子所组成,但摸起来还是很结实.固体是粒子集体浮现的性质,因此时间也可能是由世界某些基本组成浮现出来的性质.

“时间乃浮现的性质”,这种想法有可能和一个世纪前的相对论或量子力学同样具有革命性.爱因斯坦曾说,他在构思相对论时,最关键的进展来自于他对时间的重新理解.而物理学家在追求统一相对论与量子力学的梦想时,他们相信时间一样是个关键.许多人认为,统一理论描述的会是个没有时间的世界,有些人则极不愿放弃时间这个概念.不过他们都同意,要在统一理论上有进展,就必须先对时间做深入思考.

在过去这段日子里,我们对时间的丰富常识不断受到否定.时间在物理学中举足轻重,但随着物理学的进展,这些功能逐一被其他东西取代.

乍看之下或许并不明显,不过牛顿的运动定律就对时间的特性有些特定要求.原则上,所有的观察者都会同意事件发生有先后顺序.古典物理假设,不管一个事件发生于何时何地,你都可以客观地说明,它跟宇宙中的另一件事件比较起来,是先发生、后发生还是同时发生.因此,时间让世界上所有事件排列得井然有序,而且这个顺序是绝对的事实,不会因观察者的不同而有所改变.还有,时间必须是连续的,这样我们才能定义速度与加速度.

古典物理中的时间,还必须具备持续的概念（也就是物理学家所说的“度量标准”）,这样才能判定两个事件相隔多久.当我们说奥运短跑选手波特每小时可以跑43千米,我们必须能测量1小时是多久.跟事件的顺序一样,时间持续į