万字追问：绵延之河，时间是否只是空间的倒影？

人脑如何测算时间呢？比如时钟滴答，我们可以通过时钟齿轮的震动来感受时间；或者昼夜交替，我们通过日月移动感受时间——所谓的时间测量，似乎都来源于规律运动的外部事物产生的运动痕迹。

除此之外，有没有人脑内部的时间表征呢？这是一个回归到原点的神经科学思辨，可能也是理解人脑和人工智能区别的一把钥匙。

神经科学家大卫·罗比（David Robbe）认为，我们并不依赖所谓“脑内时钟”，我们对时间的估计是通过我们与周围世界（或我们内心世界）的互动以及我们的行为产生的。这来自于他自己的啮齿动物行为实验，也基于他对法国哲学家亨利·柏格森*（Henri Bergson）的思想的重新审视。他将这些思想整理成了一篇综述文章 “Lost in Time, Relocating the Perception of Duration Outside the Brain”（迷失在时间中：将时间感知重新定位在大脑之外）发表在Neuroscience & Biobehavioral Reviews上[1]。

追问快读：

1. 大鼠的估时行为并非类似“直觉”的内在计时能力，而总要依赖某种刻板行为。时间究竟能否被生物体测量？还是说，只是动物无法理解这个问题？

2. 人类无法分割时间，亦无法测量它：我们对时间的体验，也就是记忆，则是过去与现在的“熔炉”。

3. 大脑不可能是生成表征的器官：如果你认为注意力是一个具体的事物，并想在大脑中定位“注意力”，就会非常荒谬——因为注意力是一个动态的过程。

4. 一旦你理解了“绵延”（durée），自由意志的问题就会完全消失。因为如果我们生命中的每一个时刻都是一个全新的时刻，我们就不会被任何东西束缚。我们在每一个时刻都在创造自己。

5. 人工智能中没有时间，只是一系列事件。

6. 欣赏艺术品时，每一次都是全新的体验，只专注于这一体验本身。但科学不同，科学需要反复体验。

保罗·米德布鲁克斯

Paul Middlebrooks

卡内基梅隆大学助理研究员，

播客“Brain Inspired”主理人

他在匹兹堡大学马克·索默实验室获得认知神经科学博士学位。随后在范德堡大学Jeffrey Schall, Geoff Woodman, and Gordon Logan实验室从事博士后研究，研究运动皮层和基底神经节神经群活动如何影响自由行为小鼠的自然行为。

大卫·罗比

David Robbe

法国地中海神经生物学研究所（INMED）的研究主任及负责人

研究方向主要集中在大脑基底神经节的神经环路及其在运动控制和行为中的作用，尤其是探索纹状体如何优化运动的“活力”以适应环境和动机状态。他在相关领域发表了多篇高被引论文，其研究成果为理解帕金森病等神经退行性疾病提供了重要见解，并为开发新的治疗方法奠定了基础，还获得了 2023 年傅尔克斯医学研究基金会的卡米尔·沃林格奖。

亨利·柏格森其人

保罗：亨利·柏格森*（Henri Bergson）是谁？你为什么如此痴迷于他和他提出的思想？

罗比：他是一位哲学家，他关注生物体与非生物体之间的区别，或者非生物体的运动规律。他从不同层面探讨了这个问题，包括时间感知、记忆以及进化。他曾于1907年出版诺贝尔文学奖获奖作品《创造的进化》（Creative Evolution）。

▷图1.Creative Evolution（《创造的进化》）是法国哲学家亨利·柏格森（Henri Bergson，1859~1942）的经典著作，其中提出了“生命冲动”（élan vital）概念，批判科学进化论的机械论，强调生命的创造性和时间的绵延，引发了对生命本质和人类意识的深刻思考。柏格森凭借其哲学思想和卓越的文学表达，1927年获得诺贝尔文学奖。图源：Amazon.com

罗比：尽管他的哲学思想独树一帜，却因未能形成完整的学术体系，最终逐渐被人淡忘。最近，他又重新受到关注。有一本关于他的英文传记出版*。他的思想非常深刻。最让我震撼的是，在诸多论述中，他直指我们当下正在面对的问题——这种跨越时空的思想共鸣真的很特别。

但柏格森经常被误解，因为他倾向于认为科学有其局限性，因此不受很多科学家的喜爱。他与爱因斯坦之间还有过一场著名辩论。他的问题是，我们能否根据一个适用于以光速或接近光速运动的物体的理论，来得出关于我们时间体验的结论？他还在《绵延与同时性》（Duration and Simultaneity）一书中重新推导了相对论的方程（他的数学非常好），并表示自己完全同意相对论。但问题是，他的表达并不总是容易理解，他没有让爱因斯坦明白他的观点，而后者也缺乏耐心*。

▷图2.Duration and Simultaneity: With Reference to Einstein's Theory（《绵延与同时性：关于爱因斯坦理论的研究》）是亨利·柏格森于1922年出版的著作。在这本书中，柏格森探讨了爱因斯坦相对论中的时间概念，尤其是“同时性”问题，强调哲学意义上的“绵延”与物理学中时间的差异，认为科学的时间观念无法完全涵盖人类对时间的真实体验。图源：Amazon.com

亨利·柏格森（Henri Bergson，1859-1941），法国哲学家，诺贝尔文学奖得主（1927），20世纪最具影响力的思想家之一，以颠覆机械论世界观、重建生命与时间的哲学闻名。

《Herald of a restless world: How Henri Bergson Brought Philosophy to the People》，2024 出版，作者为Emily Herring。

有人对这场哲学家与科学家辩论专门做了一些研究，比如Jimena Canales，她写了一本书，叫《The Physicist and the Philosopher》

保罗：类似的争论里，哲学总会处于科学下风。但神经科学非常特殊，因为这个学科很大程度上脱胎于哲学——尤其是身心问题。

罗比：是的，我开始学习神经科学时，神经科学正在解释一切行为，这让我非常兴奋。有一天，我在图书馆偶然看到了一本柏格森的书，叫《物质与记忆》（Matter and Memory），书的副标题是“关于精神与物质关系的论文”。我当时想：“哇，这正是我试图用神经科学理解的东西。”但阅读的结果让我震惊，我完全不懂他在说什么。基本上每一个话题，他都与我观点相反。

▷图3.Matter and Memory（《物质与记忆》）是亨利·柏格森的重要哲学著作，探讨了记忆的本质以及物质与精神之间的关系，试图通过研究记忆来解决身心二元论的难题，强调记忆是纯粹精神活动与物质知觉的综合体，对后来的哲学和心理学产生了深远影响。图源：Amazon.com

罗比：他说：“大脑不可能是生成表征的器官”、“认为大脑存储记忆是毫无意义的”，这让我非常错愕。虽然当时我没有读完那本书，但我记住了这本书第一章的一个观点：感知是行动的开始。这是一个循环的观点，即我们不是信息处理机器，我们所看到的东西其实已经适应了我们的运动系统，感知实际上是对运动系统提出的一个问题。

我花了很长时间才理解这个观点，但最终我觉得：“是的，事实确实如此——我们只能感知那些我们能对其采取行动的事物。”

保罗：这是吉布森提出的生态心理学（ecological psychology）4之前的概念，对吧？

罗比：是的，这是生态心理学之前的概念。但生态心理学者几乎从不引用柏格森。这可能是因为柏格森在他的《创造的进化》（Creative Evolution，1907）中提出了一个“生命冲动”（élan vital）的隐喻，这让他被归类为活力论者（vitalist）*，而受到科学家们以及如伯特兰·罗素（Bertrand Russell）等哲学家的猛烈抨击。

事实上，这是一个误解。柏格森并非活力论者。他所说的“生命冲动”指的是，生命和非生命物质之间存在某种本质的不同，应该有一种原始的推动力。这是他的核心观点，即生命是一种创造形式，而物质则试图压制或摧毁生命。

这就是他的故事，这让我对柏格森产生了兴趣。后来我偶尔会读他的文章，但当时我从未真正理解“绵延”（durée）这个概念。

生态心理学（ecological psychology），心理学的一个分支。该学科应用生态学观点研究个体行为原因，强调个体行为与其环境条件（人际的、社会的、自然的）是不可分割的。詹姆斯·吉布森（James J. Gibson）是生态心理学（Ecological Psychology）的奠基人，他彻底改变了传统心理学对知觉的理解，提出“直接知觉”（Direct Perception）理论，强调生物与环境之间的动态互动是知觉的核心。

活力论（Vitalism）：生物体与非生物体的区别就在于生物体内有一种特殊的生命“活力”，它控制和规定着生物的全部生命活动和特性，而不受自然规律的支配。它主张有某种特殊的非物质的因素支配生物体的活动。近代活力论认为生命有着独特的、被他称为“活力”的性质，它们只存在于活着的生物体内部，绝不会在自然界自然出现。这些特殊的活力物质和活力反应，正是生命现象的物质基础。

David Robbe的大鼠估时实验

保罗：你是什么时候开始理解“绵延”这个概念的？是在你开始神经科学研究之后吗？

罗比：我们实验室对纹状体中的时间表征假设很感兴趣。我们有一个想法：如果纹状体在人脑时间感知中起作用，这可能是源于它在运动控制中的作用。因为动物通过改变运动方式来改变它们在时间估计任务（time estimation task）中的表现。

保罗：这种认为“时间在内部被表征”的观点已经被应用到了大脑的许多区域。该观点的假设是，因为我们擅长计时，所以大脑中一定有某种内部时钟，我们可以读取这些时钟来执行行为。

罗比：没错。我当时的假说是，纹状体在估时中起作用，且与运动有关。一个众所周知的问题：如果使用奖惩训练，使动物执行一个估时任务，它们会发展出一些奇怪的迷信行为。基于这个情况，我们尝试设计了一个跑步机实验，试图分离时间、运动和感觉反应[2]。

实验是这样的：跑步机前端有一个非常显眼的奖励区，大鼠需要在试验开始后七秒到达跑步机前方尽头的奖励区，才能得到糖水奖励；实验中跑步机的速度是变化的，由此考察大鼠的估时能力。

起初，我们认为它们会一直朝着奖励口跑七秒。但实际上，我们观察到了这种非常奇怪的行为：起初它们总是跑得太快而早到，此时他们会受到惩罚（噪声与光线刺激）。几次后，大鼠会多跑一会儿，导致晚于七秒到达奖励区。跑步机会把动物推离奖励区——推到装置的后墙处，然后重新开始计时。如此反复几次后，我们发现，动物形成了一个奇怪的意识：要获得奖励，它们需要先跑到装置的后墙处。

▷图4. David Robbe的大鼠估时实验：大鼠被固定在跑步机空间内，跑步机尽头为糖水奖励，如大鼠在7 s到达奖励区，奖励释放；如在其他时间到达，则受到惩罚，惩罚强度随 |实际到达时间-7 s|的数值增加而增强。实验分为两个任务，在第一个任务中，跑步机履带向驶离奖励区的位置运转，为了获得奖励，大多数动物形成了一种刻板的“等着跑”策略，它们会让履带把它们带到跑步机的后壁，然后跑到奖励区域接受蔗糖（图A）。第二个任务中，跑步机履带运转方向相反，即慢慢地向奖励区移动，这些大鼠大多采取了“跑-等待”策略，即在试验开始前的试验间隔期间，它们跑到跑步机的后面，然后被跑步机皮带被动地带到奖励区域（图B）。图源：[2]

保罗：这就是它们所“迷信”（superstition）的？

罗比：没错。这并不是我们想要的结果，但却让我们发现了一种很典型的刻板行为，这可以在纹状体（被认为与刻板行为有关）中进行记录。基于这些发现，我和同事完成了一篇很不错的论文[3]。

但后来，经过提醒，我们认识到需要更深入地理解这个任务以及动物表现出来的行为。我们做了很多实验，在这些实验设置下，80%的大鼠出现了这种行为，其余则表现出其他刻板行为——撞到后墙后再跑过去是最简单的一种。最终我们意识到，如果动物不使用某种运动程序（motor routine），它们就无法完成这个任务。

这是一个很纯粹的行为学研究，我们尝试了很多方法，结论是动物确实对时间没有真正的概念——它们是借助发展出一种刻板的运动序列（motor sequence）来完成任务的。如果你干扰这个运动序列，准确率就会下降。为什么会这样？其他条件能否让动物完成时间估计任务？还是说，只是动物无法理解这个问题？……这就是我和柏格森的重逢时刻。

与柏格森的重逢时刻

保罗：可以介绍一下这个重逢时刻吗？

罗比：当我实验完成后，我听了一个播客，其中提到了他的第一部作品《时间和自由意志》（Time and Free Will）。在这本书中，柏格森认为：

我们误解了时间，究其原因是，我们没有真正地去体验它，而是将其空间化了。

这和与我们此前的实验结论高度吻合。正如论文所述，大鼠发展出一套空间化的程序来掌握估时任务，也就是将时间空间化了。所以我当时就想：“什么？这不就解释了我们的大鼠一直依赖的表现吗？！”——这就像一个印象深刻的“尤里卡”时刻*。

“尤里卡”时刻 (Eureka Moment) 是一个用来描述突然领悟或发现重要真理、解决方案的瞬间。这个短语源自古希腊语“εὕρηκα” (heúrēka)，意思是“我找到了”或“我发现了”，通常用来表达一种豁然开朗的感觉。

柏格森向我们解释了动物为什么会这样做——它们只是在获取奖励，并非真正地测量时间。他提出了“时间是一种成本”（time is a cost）的观点，这一理念在神经科学领域已成为重要的研究分支。我的这篇长文*便是在他的三本主要著作启发下完成的[3]。

▷图5.Time and Free Will（《时间与自由意志》）是亨利·柏格森的第一部重要哲学著作，于1889年出版。书中，柏格森探讨了时间的本质，区分了真实的时间（绵延）与可量化的空间化时间，认为我们常常误解时间，是因为将时间空间化，而真实的时间是一种连续的、不可分割的流动。他还通过这一理论论证了自由意志的存在，强调自由意志是意识在时间绵延中的自然表现。图源：Amazon.com

保罗：请讲讲柏格森提出的“绵延”（durée）是什么。

罗比：Durée（绵延）的概念很简单，在体验时间和生活过程中，我们的记忆持续将过去编织进当下。正是这种持续的记忆延续，使我们能够进行交谈。

保罗：每一个当下的时刻都充满了我们至少一部分过去的记忆？但同时，每一个具体的时刻又都是重新创造的，并且在这个意义上是独特的。

罗比：没错。他的观点是，每一个时刻都在创造连续的、异质的新事物，因此它是不可分割的，人为的分割是不自然的。比如，当你变得不耐烦时，你无法确切地说出你是在哪一刻变得不耐烦。“不耐烦”是一种积累，这是一个过程，你无法跳过时间。

保罗：这么说的话，时间难道不是永远都只是现在吗？

罗比：并不是完全的“现在”，因为你有记忆。时间的体验会在你心中不断积累。就像不耐烦的感受：必须有某种东西留存并积累，你才会变得不耐烦；这种变化是过去与现在的不断交融。

有些人会把柏格森的“绵延”哲学与赫拉克利特（Heraclitus）的观点混淆。赫拉克利特说，“万物皆流，人不能两次踏进同一条河流”。但这并不是同一个概念。因为对赫拉克利特来说，变化是持续不断的，但没有记忆效应。这种观点更接近一种永恒主义哲学（eternalist philosophy）7：事物一直在变化，但变化本身是相同的。而对柏格森来说，每一个新的时刻都是全新的，不仅仅是变化的，而且是无法重复的。

▷图7. 滴水的水龙头 图源：Cuidador Complutense

保罗：这个概念是如何与“时间外化”（externalizing time）联系起来的呢？

罗比：柏格森认为，尽管我们内心有这些不断变化的东西，它们无法被测量。因为本质上“测量”是关于叠加的（There's no possibility of measurement，because measurement is about superposition）。“测量”从定义上来说必须与某种外部的、可观察的标准相关联。这让那些“时间存在内部表征”的观点显得有些滑稽。我们没有办法脱离空间和运动来测量时间。

但外部有一些规律性的东西，而这些规律性的东西会留下痕迹，例如，在我说话时，钟表的表针在转动，我说话开始到结束期间内表针的移动距离成为了时间的代理。实际上，被测量的并不是时间，而是空间。

这就是他的重要发现：时间有两个方面，“空间化的时间”与“被体验的时间”。

▷图8. 唱片机  图源：Ian

保罗：像迪恩·博南诺（Dean Buonomano）等人一直都在继续试图找到时间的内部表征，无论是通过循环神经网络的循环动态（the recurrent dynamics of recurrent neural networks），还是通过大脑中嵌套振荡的时间（the timing of nested oscillations）来读取这些信息，亦或是各种积累模型（accumulation models），所有这些都被用于内部表征时间。

罗比：你可以用这些指标表征时间，例如通过绘制动物脑内的放电率变化，由此换算成时间的表征。但我更同意哲尔吉·布扎基（György Buzsáki）的观点：

不能仅仅因为在事情发生的同时，大脑发生了某种变化，就将这个事件和脑内的变化联系起来。

“Eternalist philosophy”（永恒主义哲学）是一种关于时间本质的哲学观点，认为过去、现在和未来的所有时间点都是同等“真实”的。它与“现时主义”（Presentism，认为只有现在是真实的）相对立，认为整个宇宙是一个四维的“块宇宙”，所有事件都同时存在于时间的维度中。这种观点与爱因斯坦的相对论相契合，因为相对论认为时间是相对的，不存在绝对的“现在”。

Dean Buonomano ，神经科学家，主要研究大脑如何处理和感知时间。他的研究领域包括神经科学、认知科学和计算神经科学，特别是在时间感知、记忆和决策方面。著有《Your Brain Is a Time Machine: The Neuroscience and Physics of Time》。

György Buzsáki 是一位杰出的神经科学家，以其在神经生理学和认知神经科学领域的开创性研究而闻名。他的工作主要集中在大脑的神经网络、记忆形成和时间编码等方面。著有《Rhythms of the Brain》。

心理学术语的枷锁

保罗：György推崇一种“由内而外”的研究方法。他指出，科学家总是从一些非常古老的心理学术语和概念出发，试图找出与之映射的神经活动和过程（由外而内），但收效甚微。恰恰相反，我们更应该聚焦大脑实际是如何处理信号、信息等的，并据此构建心理概念。我们应该摒弃那些古老的心理学术语，创造新的术语或以不同的方式理解它们（由内而外）。

罗比：我并不完全同意这个观点。我认为这是一个伪问题。语言本身并不精确，因为其目的并非完全精确，而是促进交流。试图用神经活动来完美描述大脑中发生的任何认知过程，这是一种徒劳。

例如，当你全神贯注地观看一部电影时，并未察觉到时间的流逝，直到电影结束才意识到已经过去了两个半小时。你可能会说自己“仿佛失去了时间感”。“时间感”这个表达在生活中非常高效，能够向你的亲友传达你对电影的沉浸感受。

我们终究需要一个术语，来描述所发现的与神经元活动相关的现象——总要有内部与外部。

保罗：但György认为我们使用的那些通俗心理学术语可能与实际发生的过程完全不符。问题不在于某个词语是否存在，而在于如何提炼这些概念。

罗比：任何被提出的概念都有些不足。概念与真实的大脑状态之间总会存在一些差距。但这并不意味着它们科学无法近似地研究诸如注意力、抑郁、不耐烦等等。

你也可以尝试从行为学角度去定义它，也可以操作性地来定义*。

问题在于，当你试图在大脑中定位某些过程时，比如你认为程序性记忆定位在纹状体中，那么你就会陷入各种麻烦——这是一种还原论的思考。我认为我们应该兼顾内外两者。

* 操作性定义是指通过具体的操作步骤或测量方法来明确一个概念或变量的定义。它使得抽象的概念变得可观察和可测量，便于在科学研究中进行实证分析。如：焦虑：抽象概念，操作性定义可以是“通过焦虑量表得出的分数”

▷图源：Joe Anderson

▷图源：Anna Godeassi