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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。

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。