本文將會結合狹義與廣義相對論，來解讀時間的快與慢，其中包含了時間膨脹（鐘慢效應、尺縮效應、雙生子佯謬）、微觀角度的時間變化、光速不變原理、時間靜止、超光速等主題。最後還會從生物學角度，探討人類大腦中的時間，以及衰老對時間感知的影響。

本文討論的前提結論，即時間的本質——在宏觀上是描述物質變化的計量，在微觀上是量子態的計數，且時間和空間是不可分割的一個整體，稱之為時空。具體解釋參見（科學解讀：什麼是時間？什麼是空間？它們的本質是什麼？），這裡不再贅述。

時間膨脹效應

時間膨脹效應，就是時間會變慢，也就是時間的流逝速度會變慢，而我們的時鐘記錄的，其實並不是時間的流逝速度，而是在時間流逝速度下——累積經歷了多少時間。於是，時間變慢，最終就會讓積累的時間變少——也就是時鐘的記錄信息減少，即鐘慢效應。

而在狹義與廣義相對論中，已經明確給出了，可以產生時間膨脹效應的原因和路徑，並且都經過了實驗的證實。接下來，我們就會從這兩個不同的理論視角，去分別解讀——時間膨脹的現象和背後的原理。

狹義相對論中的時間膨脹

狹義相對論指出，在慣性系中（勻速運動），速度越快時間越慢。

通俗的來說，就是如果我們測量一隻，勻速運動的時鐘——向著我們遠離或靠近都可以，就會發現運動時鐘的時間變慢了，而如果我們以同樣的速度和運動的時鐘一起運動——產生相對靜止，那麼此時運動時鐘的時間就不會變慢。

這裡有兩點需要注意：

第一，就是運動速度需要抵達光速的十分之一（10%），時間膨脹效應才會比較明顯，即時鐘計時變慢的比較明顯。（目前人類火箭的速度是光速的0.0054%）

第二，就是運動的時鐘並不是“普通時鐘”，而是“放射性衰變時鐘”，因為放射性物質包含著一個完全確定的時間標尺——就是它的半衰期。

鐘慢效應

這個相對勻速運動使時間變慢的現象，就是狹義相對論中的鐘慢效應，且早已被各種實驗所證實——比如，μ子（Muon）實驗：

Muon是一種輕子，其半衰期為2.2微秒，地球上可以觀察到來自宇宙的速度接近98%光速的Muon——這就構成了相對勻高速運動的時鐘。

接著，我們測一下高山上Muon的密度，再測一下地面上Muon的密度，按照Muon的半衰期時間計算，Muon在地面上應該已經衰減一大半了，因為從山頂到地面的時間——已經是Muon好幾個半衰期的時間了。但經過實際實驗發現，地面上Muon的衰減數量要少的多。這是為什麼呢？

原因就在於，從地面的靜止觀測角度來看，Muon的高速運動，讓其出現了鐘慢效應，也就是半衰期變長，所以才會有更多的Muon出現在了——本來不應該出現在的地面。

尺縮效應

如果認可了時間和空間，是不可分割的時空，那麼顯然，時間的上的鐘慢效應，也會讓空間上，同時出現某種效應——這就是尺縮效應。

尺縮效應，是指相對勻速運動的物體，其運動方向上的長度，要短於其相對靜止的時候——也就是長度收縮，並且運動速度越快，物體長度越短，但在其垂直運動方向上的長度不變。

那麼，物體的長度與空間，又有什麼關係呢？

這其中的奧祕就在於，我們如何知道物體的“長度”——其實，就是必須同時獲得物體兩端的空間位置，從而才能計算出物體的長度。於是，長度其實就是我們觀測到的空間性質。而這裡體現出的時空特性就是——時間變慢，空間就會變短，前者就是鐘慢，後者就是尺縮。

然而，這裡需要說明的是，並沒有實驗直接證實了——尺縮效應的物理存在，也就是說，並沒有實驗觀測出，物體在運動狀態下，其運動方向上的長度會收縮。（注意，這裡也沒有實驗證明尺縮效應不存在，而是沒有設計相關實驗）

實際上，鐘慢與尺縮效應在數學上（洛倫茲變換），是互相依存的等價關係，也就是說一個成立，另一個就必須成立，要麼都成立，要麼都不成立。可見，如果實驗證明了鐘慢效應，那麼尺縮效應在邏輯上，就是不證自明的。

歷史上，洛倫茲首先推導出了長度收縮公式，並提出了長度收縮假說，即物體會在運動方向上收縮，導致其密度增大。

那麼，為什麼兩個等價的效應，鐘慢可以被實驗證實，尺縮卻不行呢？這就要說到，這兩個效應的相對性。

鐘慢和尺縮的相對性

在狹義相對論的視角下，時間膨脹效應是相對的，也就是說鐘慢和尺縮效應也是相對的。

意思就是：從運動時鐘的慣性系觀測——就是靜止的時鐘變慢了，自己的時間不變；從運動物體的慣性系觀測，就是是靜止的物體變短了，而自己的長度不變。

這種相對性，就是相對於不同的參考系，結果都是不一樣，沒有一個對任何參考系都一樣的絕對性。要知道，運動必然就需要有參照物，不同的參照物，運動的速度都不同。

那麼顯然，這種相對性就表明了鐘慢與尺縮，是相對運動產生的觀測信息的變化，而不是物理實質的變化。因為一旦相對運動消失——也就是相對靜止，那麼鐘慢與尺縮的效果就會消失——恢復正常。而愛因斯坦也曾親自說過，長度縮短是由於測量者處於不同參考系引起的，不是實際的縮短。

同時，這種相對性，也就可以讓鐘慢實驗“反過來”可以證明尺縮效應。

還是那個μ子（Muon）實驗，上次我們解讀的視角是，地面靜止，Muon高速向地面運動，得到的結果是Muon鐘慢；這一次我們利用相對性，換一個視角，把Muon看成靜止，那麼就是地面在高速向Muon運動。於是，地面包括整個地球都會在運動方向上“收縮”——結果整個運動路徑上的空間（長度是空間的觀測性質）都會縮短，因此Muon就會存在於更加靠近地面的地方，而不是提前衰減消失。

至於，為什麼沒有實驗，直接去驗證尺縮效應，一方面是因為驗證實驗難以設計——這需要把宏觀物體加速到，相對論效應顯著的速度（大於光速的十分之一），另一方面是因為證明鐘慢就等價於證明尺縮了——這就像在數學上，存在一個無法直接構造證明的命題，卻可以通過反證法證明，接著人們對直接構造證明這個命題，也就失去了興趣。

廣義相對論中的時間膨脹

在廣義相對論中，引力質量會讓時空彎曲，時空彎曲意味著時間和空間一起被拉長，因此時間也就變慢了。

引力質量，就是物體互相之間吸引力大小的度量。

而引力質量，又等效於慣性質量，即在非慣性系的運動（有加速度的運動）——相當於產生了等效的引力質量，也會導致時空彎曲，讓時間變慢——並且加速度越大，慣性質量越大，時空越彎曲，時間就越慢。

慣性質量，就是物體改變運動狀態的難易程度的度量。

再根據，有速度有質量，就有動能（E=mv^2/2），動能即是能量，能量等價質量（質能方程，E=mc^2），所以相對質量，同樣會引起時空彎曲，讓時間變慢——並且速度越快，相對質量越大，時空越彎曲，時間就越慢。

相對質量，是測量有高速運動的物體時，得到的質量，也稱為相對論質量。

而這也從另一個角度，解釋了在狹義相對論中，為什麼速度越快（相對質量越大，空間越彎曲），時間就越慢的原因所在。那麼，相對速度一旦下降，相對質量就下降，時間膨脹效應就會減弱，即時間流逝速度就會下降，。

注意，如果沒有靜質量，只有能量，比如光子沒有靜質量，只有能量E=hv（h是普朗克常量，v是頻率），是不能夠產生引力質量的，此時的相對質量，也不能產生時空彎曲和引力——在廣義相對論中，引力是時空彎曲的效應。所以，光子不會被引力所吸引，也沒有時間概念，或理解為時間靜止。

靜質量，是測量低速靜止物體時，得到的質量，也稱為絕對質量。

那麼與狹義相對論不同的是，在廣義相對論中的時間膨脹，不是相對的，而是絕對的。意思就是：時間變慢了，無論在哪個參考系觀測，時間都是變慢了。

最後，關於理論的驗證，在現實中，廣義相對論所預言的引力時間膨脹效應——引力紅移，已經被天文觀測所證實。

引力紅移，是在強引力場中，天體發射的電磁波波長變長的現象。

質量與速度結合的時間膨脹

由前文可知，有靜質量物體的相對運動，即有相對質量，產生了相對速度，這會產生狹義相對論的時間膨脹；而有引力質量，或是等效的慣性質量，即有了相對的加速運動，這會產生廣義相對論的時間膨脹。

其中，狹相的時間膨脹，是相對的，相對靜止後，時間膨脹效應消失；廣相的時間膨脹，是絕對的，相對靜止後，時間膨脹效應不消失。

注意這裡廣相的相對靜止，是指相對於引力場靜止，即相對於有質量物體靜止，或是相對於慣性引力場靜止，即相對於勻加速運動靜止，但本身處仍在勻加速運動——這樣才能產生等效的慣性質量。

而時間膨脹效應不消失，就是指處在有質量物體產生的引力場附近，或是勻加速度運動時，時間流逝速度變慢，與參考系和相對運動無關。

那麼，如果是變加速度運動，則就會產生變化的慣性質量，於是時間流逝速度也會隨之變化。顯然，如果處在有質量物體（引力場）附近，時間流逝速度就會穩定，但流逝速度會與有質量物體（引力場）之間的距離相關，即越靠近時間越慢，反之越快。

事實上，在現世界之中，我們要抵達一個相對速度，都必須有物體經歷加速或減速的過程，這就會關係到廣義相對論，產生絕對的時間膨脹效應。

接來下，我們看一個思想實驗（雙生子佯謬）：

雙胞胎哥哥在地球上，弟弟從地球出發，加速到接近光速，然後相對地球勻速運動兜一圈後，再減速回到地球，那麼此時弟弟就會比哥哥年輕，即待在地球上的哥哥要老。

這是因為，弟弟經歷了加速減速的過程，此時對應了廣義相對論的時間膨脹效應，即時間流逝變慢，會累積到弟弟的生物時鐘之中——也就是他的細胞和基因的衰老進程變慢，即年齡增長變慢——但弟弟肯定是無法感覺自己衰老變慢的，因為他的整個生物進程都變慢，包括了他的感覺系統和意識。

事實上，如果只用狹相來處理加速，而不用廣相去處理加速，在數學上也是可以解釋——弟弟更年輕，哥哥更老的。這時，我們需要把加速過程分解成無數個瞬間，接著把每一個瞬間都看成是一個處在不同速度下的勻速運動，接著套用狹相，對時間積分求解，就可以得出弟弟更年輕的結果了。

但顯然，這裡狹相是數學上的解讀，廣相的絕對時間膨脹，才是物理上的解讀。不過呢，無論是廣相還是狹相，都是從不同的角度，去描述同一個宇宙本質，所以它們才能得出同一個結果。

再來看一個，現實世界的實驗：

把銫原子鐘（每2000萬年誤差1秒），放到飛機上高空飛行一段，然後回到地球，對比地面上的銫原子鐘，發現飛機上的銫原子鐘，時間變快了。

這是因為，飛機上的銫原子鐘，遠離地球，也就是遠離引力場，其時間膨脹要小於地面。於是，飛機上銫原子鐘的時間流逝變快，這種變快會被時鐘記錄下來，等到回到地面的時候，時鐘記錄的信息就會因為——變快的積累效應，明顯的多於地面銫原子鐘的記錄信息。

需要注意的是，飛機上的銫原子鐘，飛行的時候對比地面，有相對速度，就會有狹相的時間膨脹，但等到飛機回到地面的時候，這個狹相的時間膨脹就恢復了，於此同時廣相的時間膨脹也消失了——因為兩個鍾都在地面上了，此時兩個時鐘的時間流逝速度，恢復到了一樣。

只不過，在飛機上的時候，廣相的絕對時間膨脹，被累積進入了時鐘的記錄信息，而狹相的相對時間膨脹卻沒有，因為狹相的時間膨脹需要——觀測相對運動才能體現出來。

最後，來看一個狹相與廣相結合的實際應用：

全球定位系統（Global Positioning System，GPS），需要衛星時鐘與地面時鐘進行校準，這時候，衛星時鐘會因為遠離地面（遠離引力場），而時間膨脹小於地面，即時間流逝變快，但又因為衛星在軌道上相對於地面高速運動，而時間膨脹大於地面，即時間流逝變慢。

可見，在這種情況下，狹相的相對時間膨脹，因為需要觀測衛星與地面的相對運動，所以需要被計入時間的校準計算。那麼此時，狹相與廣相結合起來的計算數值，才是最終衛星校準地面的數值。

事實上，如果不同時進行這兩種時間膨脹的校準計算，那麼GPS每進行12個小時的定位計算，結果就會出現大約7米的偏差。

微觀角度的時間膨脹

從微觀角度來看，如果認可了時間就是“某種變化”的計量，那麼時間流逝的速度就是——“某種變化”的速度，那麼自然，如果物質的“某種變化”速度不同，其對應的時間流逝速度，也就必然會有所不同。

事實上，如果沒有靜質量，也就沒有了物質變化，此時速度就會抵達光速（比如光子和膠子），同時也沒有了時間意義——可以理解為時間靜止。

由此可見，時間計量的就是靜質量變化的積累信息——這也就是時鐘記錄的信息的本質。並且，更多的靜質量，時間變化就慢，更少的靜質量，時間變化就快。

那麼，這也對應了，引力質量越大，即靜質量越多，所以時間就慢；同理，慣性質量（由加速度產生）等效於引力質量，其越大，等效於靜質量越多，時間也就越慢——這就是廣義相對論的結論。而有靜質量的物體，其速度越快，等效的相對質量越大，時間相對的就越慢——這就是狹義相對論的結論。

從此我們可以看出，在狹相中，相對速度增加，並沒有增大靜質量，只是增大相對質量，所以，這種時間的膨脹效應，只是相對的，而不是絕對的。那為什麼會出現這種相對性呢？

讓我們回到問題的發源地——時間代表的到底是什麼？通過前面的論述可知，時間計量的是——靜質量變化的積累信息，所以其本質上是一種信息。

那麼來到信息的視角上，我們就會發現一個關於信息的基本事實。那就是，信息的傳遞是不能夠超過光速的，因此信息的傳遞過程就一定是需要時間的。

同時我們會發現，當我們測量時間的時候，其本質是在獲取——相關的變化信息，比如粒子衰變信息；而獲取長度，就是在獲取——物體兩端的空間位置信息。顯然，我們獲取這些信息的過程，是需要時間的，並且個時間會因為，物體的相對運動而產生變化。

於是，由此可以判斷，在慣性系相對運動的物體，其物質本身——靜質量，並沒有變化，時間膨脹——是信息傳遞時間帶來的效果，也就是說，被測物體的相對運動，影響了測量信息的傳遞過程。

這很好的解釋了，為什麼相對靜止後，狹相中的鐘慢與尺縮消失了——因為此時信息傳遞時間，不再受到相對運動的影響了。

所以，狹相中鐘慢和尺縮的根本原因，就是信息傳遞需要時間。而鐘慢與尺縮，互相等價協變，即時間變慢，空間就要變短，這是因為物質的靜質量並沒有真正改變——而時間變慢，理論上是靜質量變多，此時空間變短，就是在壓縮密度，以維持靜質量不變。

由此可見，狹相中的鐘慢與尺縮，都是信息傳遞出“影像”，而廣相中的鐘慢，是物質靜質量的絕對改變，所形成的絕對時間變慢。當然，這種絕對變慢，在觀測中，也可以被相對運動中的變快，所中和抵消掉。

那麼，讓我們再次回到，驗證了鐘慢與尺縮的μ子（Muon）實驗，這次我們從微觀角度來解讀：

顯然，Muon波的頻率不同，就會影響其半衰期，而不同的參考系，觀察到Muon的相對運動是不同的，相對運動不同，其體現的相對能量就不同（E=mv^2/2，v是相對速度），不同能量影響了Muon的頻率（E=hv，h是普朗克常量，v是頻率），最終影響了其半衰期。

最後，總結起來就是：

從狹相角度來看，時間是與相對運動相關的，於不同的參考系，有不同的運動的速度，就會有不同的時間。

從廣相的角度來看，時間是與質量相關的，不同質量之間的相互影響，就會有不同的時間。

從微觀角度來看，時間是與微觀狀態相關的，不同的微觀物質，有不同的微觀狀態，就會有不同的時間。

從時空的角度來看，時空是不可分割的，那麼時間是相對的，空間也就必然是相對的。

光速不變原理

事實上，鐘慢和尺縮效應——是狹義相對論的直接推論和預言，而狹義相對論的基本出發點之一，就是光速不變原理——也就是說，狹義相對論直接使用了這個結論。

光速不變原理，是指無論在何種慣性系中觀察，光在真空中的傳播速度都是同一個常數，不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。

這很有意思，通俗的來說，就是無論你以什麼樣的速度，追著光運動，相對於你來說，光速始終都是同一個常數。這是不符合宏觀速度矢量疊加原理的，也就是說，如果你以99.999999%的光速追趕光，在你看來，光依然以光速遠離你——這個光速依然是同一個常數。

那麼，如果你抵達了光速，光會相對於你靜止嗎？光會像波又像粒子一樣，懸停在你的面前嗎？很可惜，狹義相對論認為，有質量物體，是永遠無法抵達光速的。

歷史上，光速是一個常數，是由麥克斯韋方程組得到波動方程，然後求解出的結果。但這個光速是相對於一個靜止的參考系的，即假想中的以太。

以太，是人們曾經認為的，在宇宙空間中充滿的一種看不見摸不著的物質，即空間介質。

接著，邁克爾孫-莫雷實驗證實——以太這種物質不存在，因為測量不到地球相對於以太參考系的運動速度。

但洛倫茲，相信以太還是存在的，他提出了長度收縮假說和洛倫茲變換，即引入了洛倫茲因子（又稱相對論因子），來說明以太可以運動，即長度可以收縮，從而抵消了光速在不同參考系觀察下的速度差，以符合邁克爾孫-莫雷實驗的結果——光速不變，但又讓以太存可以在。並且洛倫茲認為洛倫茲因子，並沒有物理意義，只是純數學的處理。

再接下來，愛因斯坦根據洛倫茲變換，提出了狹義相對論。並且，他認為以太不存在，且光速不變，那麼只有假定光速相對於任何慣性系都不變，同時洛倫茲因子本來代表的——以太的收縮，就被轉移到運動的物體上。

由此可見，鐘慢與尺縮，最初是來源於數學公式推導的結果，而不是對現實世界的物理思考。

同時，我們也可以看出，洛倫茲變換，並不能證明光速不變，反而洛倫茲變換是假定光速不變，才被推導出來的，接著鐘慢和尺縮又被洛倫茲變換推導出來。所以，能夠證明洛倫茲變換、鐘慢和尺縮的就是——光速不變原理。

然而，光速不變原理，只是一個符合觀測的實驗結果，比如恆星光行差。

光行差，是指運動著的觀測者，觀察到光的方向與同一時間同一地點，靜止的觀測者觀察到的方向有偏差的現象。由於地球公轉、自轉等原因，地球上觀察天體的位置時，總是存在光行差，其大小與觀測者的矢量速度與天體方向之間的夾角有關，並且在不斷變化。

任意恆星光行差都長期保持不變：光行差不隨時間變化，所以光速也不隨時間變化。所有恆星的光行差都為20.5角距，所以所有恆星的光速都相同。

時間靜止

首先，在狹義相對論中——速度越快，時間越慢，速度抵達光速，時間靜止。

理解起來是這樣的，時間（t） = 距離（d） / 速度（v），接著利用光（光速不變）走過固定的距離，就可以計算出時間。

比如，在一個從左向右，勻速運動的一節火車上，有一個光源（電筒）在車廂左邊，點亮發射光柱，射向了車廂的右邊，當光柱抵達車廂右邊，火車立即停止運動。此時，光柱以光速，走過了固定的距離，即車廂的長度。

接著在這個過程中，我們安排兩個時鐘，一個在火車上，一個在靜止的地面上，同時觀測計算，客觀上同一個事件，所需要的時間。

那麼，對於車廂上的時鐘，時間（t） = 車廂長度（d）/ 光速（c）；而對於地面上的時鐘，時間（t） = （車廂長度 + 火車的運行距離）（d）/ 光速（c）。

再根據，光速不變原理，於是公式中（c）在地面和車廂上觀察都一樣，那麼結果很明顯，在地面上觀測，地面上的時間（t）比車上的時間（t）要變大了，而這就是時間膨脹效應。

同理，發生在運動方的任何事件，對靜止方來說時間都變慢了，而運動是相對的，雙方都會覺得是自己靜止，對方在運動——於是就是對方的時間變慢了，自己的時間正常。

那麼，更進一步，如果運動方抵達了光速，那麼運動方的信息，就再也傳送不到靜止方了，此時對靜止方來說，運動方的時間也就無法計時了，相當於靜止了。

在上述例子中，就是火車速度抵達光速，光柱永遠無法抵達車廂右邊，此時無論在地面還是車廂上，觀測計時會發現，時間慢到無限大——時間靜止。

而物體抵達光速，對於尺縮來說，就是無法獲得物體長度信息，即長度收縮到了不存在，相當於長度為0。

綜上可見，在相對運動中，假定光速不隨參考系變化，那麼在數學上，時間和距離，必然就需要相應的調整，即變慢和縮小——以保證光速不變（c=d/t）。

其原理就是，如果我們運動距離固定，那麼相對運動，就會讓雙方看待對方的相對距離不同，此時就需要相對時間變慢——保證光速不變；如果我們把運動時間固定，那麼相對運動，就會讓雙方看待對方的時間不同，此時就需要距離縮小——保證光速不變。

那麼在物理上，我們計算時間和距離，所需要的信息，會因為相對運動，而被影響其傳遞過程，最終影響到時間的計算結果。

其中奧祕就在於，時間信息需要距離和速度信息，速度信息又需要時間和距離信息，而所有的信息都需要光速傳遞，這些全是變量，最終只有光速成為了一個限制我們獲取信息的常量，所以，其它的信息都要圍繞著光速來變化。顯然的是，一切都是信息，萬物皆比特。（數學的本質與萬物的關聯（第二版））

其次，在廣義相對論中——物體質量越大，時空彎曲率就越大，時間也就越慢。

那麼試想，如果當一個物體的質量極大——無限大，大到讓時空彎曲率無限大，此時時間和空間，就會被無限拉長——也就相當於時間無限慢，並慢到靜止了。這時候，連光都無法從這個時空曲率（引力場）中逃逸出來，時間也就不存在了——也沒法觀測計時了。

事實上，這種情況是因為物體質量無限大，即體積無限小，密度無限大，從而令其周圍的微觀物質結構無限緊密的排列在一起，導致微觀物質的變化率趨於無限小，即時間計量變成無限小，就是時間靜止。

超光速

在狹義相對論中，光速是物體運動的極限速度，更精確的描述是質量、信息和能量的傳遞速度不能超越光速。

然而，在狹義相對論的數學公式求解中，卻存在一個有質量、有信息、超越光速的解，此時對應的質量是虛質量，而這個解對應的物質就被稱為——快子。

虛數，在數學上就是平方等於負數的數，與實數對應，意義是虛幻不存在的數。數學上引入虛數是為了簡化計算和問題，擴充數學維度；而在物理上一直都是使用實數的。所以，虛數不具有物理意義，也無法對應現實世界的客觀存在。

亞光速的物質，就是通常擁有質量的普通物質，速度越快需要的能量越多，抵達光速理論上就需要無限多的能量，這是不可能的。

而超光速物質，就是擁有虛質量的物質，如快子，它們始終是處在超光速運動的狀態，相反對它注入能量越多速度就越慢，但要抵達光速，理論上同樣需要無限多的能量，這也是不肯能的。

可見，狹義相對論的光速，是一個屏障或說是壁壘，阻止了亞光速和超光速，各自抵達光速。

如果僅從數學公式上看，速度越快時間就會越慢，如果從亞光速抵達了光速屏障，時間就會靜止。這時，如果速度繼續增加，也就是從亞光速加速到超光速，時間就會變成一個虛數，在這個時空觀裡，時間的方向就會發生逆轉，獲得時間倒流的結果。

因為虛數，在數軸上其實可以代表著旋轉的意義，虛時間就是時間旋轉了180度，相對於正時間，變成了負時間，即時間逆轉了方向。

然而這一切，都僅僅是數學對稱性（有正就有負）的求解結果，並不一定對應著現實世界的物理學意義。顯然的是，宇宙演化具有方向，並不像數學，只有邏輯性和對稱性，而沒有方向性的限制性。（數學的本質與萬物的關聯（第二版））

另外，如果不考慮信息的傳遞，有很多事物是可以超越光速的，比如影子、人浪、還有量子糾纏。

這裡，用人浪來解釋一下信息傳遞：

第一種，有信息傳遞的人浪。後一排，看到前一排的人坐下，才站起來，這樣形成的人浪依賴觀察前排坐下的信息，這個信息是光速傳遞的，所以這個人浪無法超光速。

第二種，無信息傳遞的人浪。試想，後一排站起來與前一排沒有任何關係，是約定好的時間點。這時，前後排的距離是（d），前後排的站起來的時間間隔是（t），這個（d）和（t）都是人為約定的，所以可以讓（d）很大，（t）很小，從而讓速度（v = d / t）超越光速。

比如，前排在地球坐下，後排在月球站起來，站起來不需要坐下的信息，所以這個人浪可以超光速。

最後，關於量子糾纏和超光速傳遞信息，詳細解讀可以參看（微觀世界：不確定性、波粒二象性、量子糾纏與觀測的本質），這裡不再贅述。

人類的時間

很多人都認為，“時間”並不存在，“時間”只是被人們發明出來，方便人們工作和生活的一種度量工具，是存在於人類意識裡的一種概念。

並且如果全人類都不存在了，那麼“時間”也就會一起不存在了。所以，“時間”肯定只是人類的一種幻覺，而不是什麼具體的物質。

但從前文的論述可知，“時間”代表著宇宙物質的變化，這種變化從人類誕生之前就存在，並且在人類消失之後也一定會繼續存在，而這就是“時間”的客觀性——不以人類的意識為轉移。

然而，還有一種“時間”，的確是存在於人類的創造和控制之中，就是世界統一時間（UTC）——這個人為規定的全局唯一“時間”。雖然我們每個人，都擁有各種各樣的計時工具，但我們都需要去校準這個世界時間，從而讓我們擁有了一個統一恆定的時間流逝速度——可以說這是人類同步信息交流的基石。

當然，這個世界時間可以很好工作的一個重要原因，就是我們處在宏觀低速的同一個引力場之中，相對論的時間膨脹效應幾乎可以忽略不計。所以，在宏觀上和直覺上，大家都自然而然的接受了，這個人為創造的非現實的世界時間。

但除了以上“客觀時間”和“人定時間”以外，還有第三種的時間存在於我們的生活之中，就是“生物時間”，即我們大腦中的時間。

大腦中的時間

事實上，我都能曾感受到過，童年漫長的暑假，等人、等下課、等結果、等如廁的的煎熬，有時候我們不停的看時間，時間就走的越發緩慢，但有時候處在開心快樂、或是全神貫注的狀態，時間卻又可以走的飛快，讓人驚歎。

顯然，我們的大腦對時間的感受，在不同的情景、狀態和事件之下，是不一樣的，並且是與“客觀時間”和“人定時間”有所不同的。

而這其中的快與慢就在於，當“客觀時間”所代表的“變化”，轉換成信息進入我們的大腦時，這些信息的“變化”，就成為了我們大腦中實時體驗到的“時間感”，而信息存儲在了大腦的神經網絡之後，回想起的信息“變化”，就成為了我們記憶敘事中的“時間感”。

是的，時間在大腦裡，也是在計量一種變化——信息的變化。並且我們所正在經歷“事件”時的感受，與回憶經歷“事件”時的感受，其“時間感”的長短，是不一樣的。而這兩種“時間感”就是——體驗時間與記憶時間。

首先，體驗時間。

這就是，我們能夠實時體驗到的時間，這依賴於我們的大腦，無時無刻不在接受處理的環境信息。

如果環境信息變化的少，我們自然就會覺得時間過得慢，比如我們頻繁的查看手錶，但時針幾乎沒怎麼旋轉，或是盯著秒針一格格的跳動，這都是在接受重複且沒有信息量的變化。

而在等人、等車的時候，我們會在大腦中不斷模擬預測期望中的“變化信息”——就是來人或來車，並且潛意識還會過濾掉大部分的其它環境信息——只關注留意期望中的“變化信息”，於是此時，我們就很容易覺得環境中沒有信息變化，從而感受到時間流逝的緩慢——產生焦急感。

那麼，如果環境信息變化的多，我們自然就會感到時間流逝的快，比如我們在一段時間內，做了很多不同類型的事情，或是去了很多不同的地方，甚至是看了一部電影——內容豐富精彩且引人入勝，我們都會覺得時間過的很快。

其次，記憶時間。

這就是，我們回憶過往的時候，所能體驗到的時間流逝。這同樣依賴於信息的變化，只不過這個信息變化，是存儲在大腦結構之中的信息，所體現出來的變化。

然而，這裡有一個重要的關鍵點，就在於體驗到的環境信息，未必都能夠進入記憶之中，甚至大部分體驗到的信息都被丟棄了，只保留下一小部分印象特別深刻的信息，進入了長期記憶。

於是，我們就會發現：等待是無聊漫長的，但回憶起來，卻因為沒有什麼信息，而感覺時間過得很快；接受信息繁多，感覺時間走的飛快，但回憶起來卻會因為信息量大，而感覺時間過得很慢。 ​​​​

事實上，根據心理學研究表明，我們記憶體驗信息的模式，是符合峰終定律的：即對一項事物的體驗之後，所能記住的就只是在峰（Peak）與終（End）時刻的體驗，而在過程中好與不好體驗的比重、好與不好體驗的時間長短，對記憶差不多沒有影響。

也就是說，在大部分情況下，我們記憶時間的快與慢，僅取決於我們體驗時間中——峰值與終值時刻的信息記錄。

最後，激素時間。

這其實還是屬於體驗時間，只不過這種情況，是人體內的化學激素嚴重影響了，我們對環境信息的捕獲和處理。

比如，在遇到危險的時刻、興奮愉悅的時刻、緊張刺激的時刻，亦或是在藥物的作用下，體內各種化學激素的協同配合，就會讓大腦進入一種“超高速運轉”的狀態，此時大腦將會捕捉到大量平時難以察覺到的環境信息，並進行難以置信的高速處理。

顯然，這種模式是進化出的一種本能，其作用是來趨利避害的適應環境——以求得更大的生存概率。但在這種情況下，大腦中高速處理的信息，其變化速率，就會讓我們體驗到時間的流逝，發生劇烈的減緩，甚至還能讓我們體驗到某種“子彈時間”的效應，即感受到時間短暫的停滯。

有實驗研究表明，人們在進行蹦極的時候，就能夠看到在正常狀態下無法看到的信息。即是在下落的過程中讓人去看一塊顯示屏上的文字，結果測試發現，在蹦極過程中，越是緊張的心跳加速的人，越是能夠更多的閱讀到，顯示屏上文字的內容，而那些蹦極專家則基本都無法看清顯示屏上的文字——因為他們不緊張，所以沒有“激素時間”。

甚至，還有些人在蹦極的過程中，攝像機發現他們緊張到全程閉眼，但結果他們依然宣稱看清了顯示屏上的文字內容。顯然，這是在本能激素的作用下，雖然大腦沒有捕獲到任何信息，於是就開始“自導自演”了——要知道，大腦裡本來就存有很多的信息素材的。

衰老與時間

總體上，隨著年齡的增長，我們一定會感到時間流逝的越來越快。天亮天黑，四季更迭，斗轉星移，光影變換，睜眼、眨眼、閉眼，時間恍惚而過，甚至來到垂暮之年，回首過往，會感到人生不過白駒過隙，轉瞬即逝。

生物學上認為，隨著年紀的增長，衰老會讓大腦的海馬區不斷地縮小，同時腦神經元的整體數量——也就是神經元網絡結構的密度，也會大幅度的下降。

事實上，海馬區掌管著我們的敘述性記憶和學習能力，以及還直接處理——大腦通過感官接受到的視覺、聽覺、味覺和觸覺等，各種環境信息。

然後，海馬區會在睡覺的時候，“自主”決定哪些信息將會被存儲為長期記憶——形成神經元持久網絡，哪些信息將會被遺忘。

而海馬區，本身也會暫存一些近期的——通常是幾天幾周幾個月內的“新鮮”記憶，以便快速存取。並且長期記憶被提取出來的時候，也將會進入海馬區，才能夠被主觀意識所處理。

由此可見，海馬區之於大腦，就像是內存之於計算機，因為海馬區的信息，就相當於工作記憶——如同內存中的數據。

那麼，顯然海馬區的縮小，就會讓我們能夠實時捕獲到的環境信息、近期能夠記憶的環境信息、以及能夠轉化為長期記憶的信息，都同時減少。而神經元網絡結構的密度下降，則會不斷丟失已經存儲的長期記憶。

於是，衰老就會讓大腦記錄和感受，體驗時間與記憶時間的能力，都不斷同時下降，再加上每天不斷循環重複沒有信息變化的生活模式，最終體現出來的就是——隨著年齡年的增長，我們會感覺到時間流逝的越來越快，從一小時、一天、一週、到一個月、一年都在飛速的流逝與縮短。

結語

綜上可見，關於時間：最外層是宇宙的客觀時間、其次是人類創造的人定時間、最後是我們每個人都能夠感受到的大腦時間。並且事實上，人定時間並不是真實的客觀時間，而大腦時間，更是可以每時每刻每個人都不相同。

那麼，客觀時間到底重不重要呢？大腦時間能算是真實存在的嗎？

或許，感覺睡了很久，其實只睡了幾分鐘——這是回到了過去；而感覺只睡了幾分鐘，但其實睡了很久——這是去到了未來。

誰知道呢？關於宇宙和時間，還有很多的未解之謎在等待著人類的探索。