時(shí)間是什么厌秒?

教孩子認(rèn)鐘表读拆,孩子反問:“時(shí)間是什么?”

我竟然無言以對(duì)鸵闪。

成年人已經(jīng)習(xí)慣了感受歲月的流逝檐晕,但時(shí)間又偏偏不在我們的五感(觸覺、味覺蚌讼、嗅覺辟灰、視覺、聽覺)之內(nèi)篡石。無法看見芥喇,也不可能被觸摸。我們也沒法像觀察運(yùn)動(dòng)的物體一樣通過位置的變化來領(lǐng)會(huì)“動(dòng)”的概念』巳現(xiàn)代物理學(xué)證明即使是我們看得見摸不到的光都是由“光子”構(gòu)成继控,但是時(shí)間卻沒有它的物質(zhì)屬性。

雖然時(shí)間概念已經(jīng)滲透到了我們大腦進(jìn)行的每一件事情當(dāng)中沟蔑。但是時(shí)間和事件不同湿诊,我們并不像感知周圍發(fā)生的事件一樣感知時(shí)間。我們是通過事件的發(fā)生來體驗(yàn)包括過去與現(xiàn)在瘦材、先后順序等等時(shí)間流逝的厅须。

時(shí)間是什么?難道僅僅是人類創(chuàng)造出來的概念食棕,如數(shù)學(xué)上的加減乘除一樣朗和,在自然界中完全是不存在的?

生活中簿晓,身邊太多的事物眶拉,我們從來沒有留心過它們是不是存在?為什么會(huì)存在憔儿?

雖然時(shí)間感是我們行為和感知世界的基礎(chǔ)忆植,但是它并不是我們?nèi)祟惻c生俱來,被寫進(jìn)DNA的信息。

時(shí)間究竟是什么朝刊?

它始于何處耀里,又流向何方?

過去和現(xiàn)在意味著什么拾氓?

我們?nèi)绾斡涗洉r(shí)間冯挎?

時(shí)間與我們?nèi)祟愂鞘裁搓P(guān)系?

時(shí)間是否是宇宙的基本組成部分咙鞍?

亞里士多德他認(rèn)為“時(shí)間是關(guān)于先后的可計(jì)算的運(yùn)動(dòng)量度”房官,將時(shí)間作為事件的固定序列。

牛頓在《原理》中提到:“絕對(duì)的续滋、真實(shí)的和數(shù)學(xué)的時(shí)間翰守,由其特征決定,自身均勻得流逝吃粒×拾常”

愛因斯坦在相對(duì)論中重新定義了時(shí)間。在牛頓看來徐勃,速度=距離/時(shí)間事示, 距離與時(shí)間都是固定的常量。在廣義相對(duì)論中僻肖,光速成為這個(gè)宇宙中的終極速度極限肖爵。速度反而成為了固定值。這樣而言臀脏,時(shí)間的流逝反而根據(jù)速度的不同而發(fā)生變化劝堪。時(shí)間與空間緊密結(jié)合形成四維,單獨(dú)討論時(shí)間與空間都是不科學(xué)的揉稚。

俄國(guó)物理學(xué)家弗里德曼提出大爆炸理論秒啦,認(rèn)為宇宙是從一種無法描述的致密狀態(tài)中,以某種大爆炸的方式誕生的搀玖。在大爆炸之前余境,什么都不存在,什么都沒有灌诅,沒有空間芳来,沒有物質(zhì),同樣猜拾,時(shí)間也不存在即舌。

也就是說,宇宙有了一個(gè)開始挎袜,或許我們可以說顽聂,時(shí)間本身也在這里有了一個(gè)開端肥惭。

時(shí)間會(huì)終結(jié)嗎?

來自愛因斯坦廣義相對(duì)論有關(guān)的時(shí)間終結(jié)問題芜飘。這個(gè)引力理論意味著务豺,當(dāng)一顆恒星坍縮成黑洞時(shí),其中的物質(zhì)會(huì)被壓碎成一個(gè)密度無限的奇點(diǎn)嗦明,在這里,所有的量都變得沒有意義蚪燕,時(shí)間結(jié)束娶牌。

霍金在他的著作中對(duì)時(shí)間進(jìn)行了三個(gè)方面的闡述:第一個(gè)是人類的“心理上的時(shí)間”,來自于從小的訓(xùn)練和周圍的社會(huì)影響馆纳;一個(gè)是“熱力學(xué)上的時(shí)間”诗良,代表著“熵”增加的方向(又是一個(gè)人為定義的事物);最后一個(gè)時(shí)間是我們的宇宙膨脹的方向鲁驶。

但是鉴裹,廣義相對(duì)論或許不是一個(gè)完美精確的理論,物理學(xué)家懷疑它提到的奇點(diǎn)會(huì)受到量子力學(xué)的影響钥弯。

2000年以后径荔,量子物理領(lǐng)域提出新的理論。時(shí)間是兩個(gè)物理系統(tǒng)發(fā)生糾纏時(shí)一定會(huì)向平衡點(diǎn)靠近的趨勢(shì)脆霎,這個(gè)趨勢(shì)就是時(shí)間流動(dòng)的方向总处。這樣一下子,空間與時(shí)間將不再是宇宙的基本性質(zhì)睛蛛。

《費(fèi)曼物理學(xué)講義》中費(fèi)曼給出了一個(gè)相對(duì)通俗的解釋:

重要的不在于我們?nèi)绾蝸矶x時(shí)間鹦马,而在于我們?nèi)绾蝸頊y(cè)量它。測(cè)量時(shí)間的一種方法是利用某種能周期性發(fā)生的事情忆肾。例如荸频,一個(gè)晝夜。晝夜似乎是一再重復(fù)出現(xiàn)的客冈。然而你思索一下旭从,也許就會(huì)問:“晝夜是否是真正周期性重復(fù)的?每一天是否都同樣長(zhǎng)郊酒?”

我們有沒有什么方法來檢驗(yàn)日子長(zhǎng)短是否相同遇绞?一個(gè)辦法是把它同某種別的周期性現(xiàn)象作比較,我們可以用一個(gè)沙漏來作這種比較燎窘。如果我們讓某個(gè)人日夜站在它的旁邊摹闽,每當(dāng)最后一粒沙掉下來之后,他就把沙漏倒轉(zhuǎn)過來褐健,這樣付鹿,我們用沙漏就能“創(chuàng)造”一個(gè)周期性事件澜汤。于是,我們就能計(jì)算從一天到下一天的“時(shí)間”(即倒轉(zhuǎn)沙漏的次數(shù))舵匾。然后我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)俊抵,每一天的小時(shí)數(shù)都是相同的。

現(xiàn)在我們比較有把握認(rèn)為“小時(shí)”和“晝夜”具有一種規(guī)則的周期性坐梯』栈澹或許有人會(huì)問:是否會(huì)有某個(gè)萬能者在夜間使沙漏的流動(dòng)變慢,而在白天又把它加快吵血?我們的實(shí)驗(yàn)無法對(duì)這類問題做出回答谎替,我們所能說的,只是發(fā)現(xiàn)一種事物的規(guī)則性與另一種事物的規(guī)則性相吻合而已蹋辅。我們只能說把時(shí)間的定義建立在某種明顯是周期性事件的重復(fù)性上钱贯。

但我們?cè)趺粗郎陈┟柯┩暌淮斡玫臅r(shí)間一樣長(zhǎng)?你或許會(huì)說沙漏每漏完一次你的石英表都走了相同的時(shí)間侦另,但我們?cè)趺粗朗⒕w振蕩器的每次振蕩用去了相同時(shí)間秩命?……這樣問下去是無法找到一個(gè)終極的答案的。如何終結(jié)這種問答褒傅?我們可以這樣想弃锐,因?yàn)槭⒕w振蕩器每振蕩一次,光都走了相同距離樊卓,所以我們有理由相信石英振蕩器的每次振蕩用去了相同時(shí)間拿愧。這樣時(shí)間就和光速等物理量建立起“和諧”的聯(lián)系。?

那么碌尔,讓我們回到問題的初始:時(shí)間是否存在浇辜?

實(shí)際上,對(duì)于不是實(shí)物的東西唾戚,是不能討論其存在性的柳洋,我們可以說空氣、椅子存在(它們都是實(shí)物)叹坦。但時(shí)間只是我們測(cè)出的一個(gè)物理量熊镣,就像溫度,位移那樣的物理量募书。談?wù)撈浯嬖谛源蟾艣]有什么意義绪囱。

在物理學(xué)中概念必須基于它的測(cè)量才有意義」。---- 愛因斯坦

牛頓(以及很多人)憑感覺認(rèn)為時(shí)間是均勻流逝的莹捡,但愛因斯坦推翻了這一看法鬼吵,他在關(guān)于狹義相對(duì)論的那篇論文中,首先就定義了一種測(cè)量時(shí)間的方法篮赢,使得他關(guān)于時(shí)間延緩的論證令人信服齿椅。事實(shí)上琉挖,狹義相對(duì)論討論問題的方式的就是“測(cè)量”的問題。

測(cè)量使時(shí)間和其它物理量建立起聯(lián)系涣脚,才有了牛頓三定律示辈,有了后來的現(xiàn)代物理。物理學(xué)是建立在測(cè)量的基礎(chǔ)上的遣蚀。

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