每次我弄丢手表，我都会悠闲地去买一块新的。我享受摆脱将日子切分成细碎时刻的冲动的自由。但我的自由也是有限度的。即使我扔掉手腕上的时钟，我也无法摆脱我脑中的那个。人类大脑能感知时间，从毫秒的闪烁到小时、天和年的漫长流逝。这是数亿年进化的产物。
跟踪时间对于感知周围正在发生的事情并做出反应至关重要。为了分辨声音的来源，我们需要计算声音到达两耳所需的时间。当我们通过说话来回应声音时，我们需要精确的时间来确保我们被理解。我们口、舌和喉部的肌肉必须以精心编排的时间顺序抽搐。仅仅是短暂的停顿就能区分“Excuse me while I kiss the sky”和“Excuse me while I kiss this guy.”（“抱歉，我要吻向天空”和“抱歉，我要吻这位先生”。）
科学家们发现，对于动物来说，感知时间同样重要。在爱丁堡大学，研究人员建造了带有糖的假花来揭示蜂鸟如何感知时间。蜂鸟从真花中吸食花蜜后，花需要一段时间才能补充其供应。苏格兰的研究人员每10分钟给一些假花重新注满糖水，另外一些则每20分钟注一次。蜂鸟很快就学会了它们需要等待多长时间才能回到每种花那里。佐治亚大学的科学家们发现，老鼠在感知时间方面做得也相当出色。它们可以被训练成在进食两天后，将鼻子伸进食槽并获得食物奖励。
40年来，心理学家一直认为人类和动物通过生物学版本的秒表来感知时间。大脑的某个地方会产生一系列规律的脉冲。当大脑需要计算某个事件的时间时，一个门就会打开，脉冲就会进入某种计数装置。
这个时钟模型如此引人注目的一个原因是：心理学家可以用它来解释我们对时间的感知是如何变化的。想想看，当你看到前方马路上的车祸时，你的时间感是如何变慢的，当你恋爱中在舞池中旋转时，时间又是如何加速的。心理学家认为，这些经历会调整脉冲发生器，加快脉冲的流动或减慢它。
但事实是，大脑的生物学机制根本不像我们熟悉的时钟那样运作。神经元可以很好地产生稳定的脉冲序列。它们没有精确计算秒、分钟或更长时间的脉冲的能力。我们在感知时间上犯的错误也让我们对时钟模型产生了怀疑。如果我们的身体真的那样运作，我们应该能更好地估计长一段时间，而不是短时间。理论上的时钟的任何一个脉冲都会有点慢或快。在短时间内，大脑只会积累几个脉冲，因此误差可能很大。而长时间积累的许多脉冲应该能抵消其误差。不幸的是，事实并非如此。当我们估算更长的时间时，误差范围也会变大。
滴答作响的时钟
如今，从计算机模拟到脑部扫描再到基因工程小鼠等各种新颖的实验，正在帮助我们揭示大脑感知时间的本质。其结果表明，大脑并非使用单一的秒表。相反，它有几种感知时间的方式，而且似乎没有一种像传统时钟那样工作。
加州大学洛杉矶分校的神经科学家Dean Buonomano认为，为了感知毫秒级的时间，我们的大脑会像观察池塘中的涟漪一样感知时间。假设你在听一只鸟的啁啾声。它的两次啁啾相隔零点一秒。第一次啁啾会在一些听觉神经元中触发一个电压峰值，这反过来又会导致其他神经元放电。信号会在神经元之间持续约半秒钟，就像扔石头到池塘里产生的涟漪需要时间消失一样。当第二次啁啾到来时，神经元尚未平静下来。因此，第二次啁啾会产生不同的信号模式。Buonomano认为，我们的大脑可以比较第二次模式和第一次模式来确定经过了多少时间。大脑不需要时钟，因为时间被编码在神经元行为的方式中。
如果Buonomano的理论被证实是正确的，他将只解释了我们最快的计时方式，因为半秒钟后，大脑的涟漪就会消散。在秒到小时的尺度上，大脑必须使用其他策略。杜克大学的Warren Meck认为，大脑通过产生脉冲来测量长段时间。但大脑并不像时钟那样计数脉冲。相反，Meck推测，它做了一些更优雅的事情。它像听音乐一样听这些脉冲。
Meck在发现如何剥夺老鼠的时间感知能力后，才开始发展他的音乐模型。他只需要破坏大脑深处的某些神经元簇。其中一些神经元，被称为中棘状神经元，与其他大脑中的神经元不同。每一个都与多达30,000个其他神经元相连。这些相连的神经元分布在大脑皮层，即处理大部分最复杂信息处理的外部区域。某些神经元来自处理视觉的区域，其他神经元来自应用规则处理我们感知的区域，等等。Meck认为，通过接收来自大脑各处的大量信号，中棘状神经元使我们对时间有了感知。
想象一下，你正在听一个10秒钟的音调。音调开始时，你大脑皮层周围的神经元会自我重置，这样它们都会同步放电。但有些比其他放电更快，因此在任何时刻，有些是活跃的，有些是沉默的。从一个时刻到下一个时刻，一个中棘状神经元会接收来自与之相连的神经元的独特信号模式。这种模式像钢琴上的和弦一样变化。当10秒钟结束时，中棘状神经元就可以简单地“听”和弦来确定经过了多长时间。
Meck通过记录神经元的电活动以及其他研究人员对时间感知异常的人的研究，为他的模型找到了支持。某些神经递质，如多巴胺，控制着脉冲神经元。可卡因和大麻等药物通过使大脑充满多巴胺来改变大脑，研究表明它们也会改变逐秒的时间感知。在2007年报道的加州大学洛杉矶分校的一项实验中，科学家们在53秒的寂静后按响了铃铛。健康人平均估计过去了67秒。兴奋剂成瘾者则猜测为91秒。其他药物则对多巴胺产生相反的影响，并压缩主观的时间体验。
实时
即使在大脑健康的情况下，时间也是弹性的。盯着一张愤怒的脸看五秒钟，感觉比盯着一张中性脸看五秒钟要长。脉冲生成神经元直接连接到处理情感强烈视觉和听觉的大脑区域，这可能并非巧合。哈佛大学Amelia Hunt最近的实验暗示，每次我们移动眼睛时，我们可能会回溯我们的心理时间线。
最近，Hunt让人们直视前方，并在他们的一侧放了一个滴答作响的时钟。她让人们移开眼睛看向时钟，并记录下他们做到这一点的时间。平均而言，他们报告看到时钟的时间比他们的眼睛实际到达的时间早了大约百分之四秒。
将时间向前拨动实际上可能对我们有益，因为它能让我们应对不完美的神经系统。我们的每个视网膜都有一个小区域，那里布满了密集的光敏细胞，称为中心凹。为了获得我们周围环境的详细图像，我们每秒必须将眼睛猛地移动几次，以便中心凹能够扫描它们。单凭这一点，来自我们眼睛的信号流会产生一系列令人不适的跳切。我们的大脑制造了连续流动的现实的错觉。在这个编辑过程中，我们可能需要调整时间线——无论是为了预判事件还是事后回忆。
但时间最彻底的重塑可能在我们将其刻入记忆时发生。我们不仅回忆发生了什么，还回忆了何时发生。我们可以通过调动记忆来回忆事件过去多久了。损伤和手术破坏大脑的特定区域，可以为大脑如何在记忆中记录时间提供一些线索。2007年，法国科学家报告了他们对一组左颞叶受损患者的研究。患者观看了一部纪录片，屏幕上出现了一个熟悉的物体，几分钟后又重新出现。患者必须猜测过去了多长时间。平均而言，患者认为8分钟的时间大约是13分钟。（正常受试者只偏差了大约一分钟。）
这些实验正在帮助科学家们精确地找到储存时间记忆的大脑区域。这些区域具体如何记录时间仍然是个谜。一种是倾听大脑的音乐，识别标记五分钟流逝的和弦。但大脑与记忆相关的神经元如何存档这五分钟，以便以后可以回忆起来呢？
文件保存，文件打开
在德国洪堡大学柏林大学，科学家们一直在构建一个关于记忆可能如何储存时间的模型。当神经元产生规律的信号周期时，有些信号会来得稍早，有些会来得稍晚。研究人员提出，当神经元传递这些信号时，它们会增加微小的提前量，有些比其他更大。有了这些微小的波动，大脑就可以将几秒钟的时间记忆压缩到百分之几秒——一个足够小的包，可以存储以供以后检索。
当它将时间储存在记忆中时，大脑可能会以另一种更根本的方式改变它。它可能会记录时间，使我们的大脑以相反的顺序回忆事件。麻省理工学院的科学家在对老鼠的实验中发现了逆向记忆。他们让老鼠沿轨道奔跑，然后在终点停止进食。当老鼠（和人类）对一个地方越来越熟悉时，个体神经元会在老鼠到达特定位置时开始活跃起来。科学家们识别出了“位置细胞”，当老鼠沿着轨道移动到不同位置时，这些细胞会放电。当老鼠停止进食时，科学家们再次“窃听”它们的大脑。他们再次听到了位置神经元的放电——可能因为轨道记忆在大鼠大脑中变得更强。但轨道末端的位置神经元首先放电，轨道开头的位置神经元最后放电。我们之所以在记忆中逆转时间，可能是为了让大脑专注于目标（对于麻省理工学院的老鼠来说，目标是轨道末端的食物）。
换句话说，我们并非不受时间的束缚，但我们也不是它的奴隶。我们伸展和扭曲它来服务于我们自己的需求。换句话说，时间只是一种工具。
