谁知道时间是什么?生命有起点,有终点。生命的长度用时间来蘅量。时间的起点在哪儿?终点又在哪儿?总得有个开始吧……总得有一个结束吧……我们不是科学家,但我们有自己的理解……或许一切都只是一个幻觉吧?整个浩瀚的宇宙都只是一个虚无缥缈的幻景吧?时间在这个虚无的宇宙中穿梭又或许像是举着灯的人,无论他走到哪儿,他注定要被笼罩在灯光中……无论我们走到哪儿,时间与宇宙都会笼罩着我们,而我们永远无法看到它们的尽头……这片“灯光”太大,我们太渺小……随便说些吧,虽然荒谬……
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生就是在产房,死是在墓地。过程就是虚幻
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你自己的问题就不对,宇宙和时间不是并列关系,宇宙就代表空间和时间。宇宙为什么会无限扩大,那些空间又来自那里呢?那些时间又来自哪里呢??
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为什么要追根就地呢其实即使我们真的就活在虚幻当中又怎样呢,难道你就不活了在这个世界当中就是有这么多谜,才那么引人入胜!而时间只是其中之一
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我的时空观对于时间与空间的论述,科学家们已作过详尽的论述。爱因斯坦是从对时空观的批判上创立他的“狭义相对论”的。由于运用“狭义相对论”遇到了一些难题,不得不对时空观重新考查,要考查不妨走远一些。自从人类从动物界分离出来以后,人们在与自然界的斗争中,从消极地适应环境向能动地改造环境过渡着。随着不断地变革现实,人类逐步积累了对事物越来越多的认识,经过分析比较,逐步建立了科学的理论,并用文字记载下来并传于后人。但由于科学的不发达和社会交往的稀少,各地的理论表述方式都不尽相同。社会的发展促使交换的产生,人们在交往中逐渐统一了认识。翻译工作之所以能够进行,就是使代表同一性质的词语具有同样价值。的确,“时间”与“空间”这些名词是人类强加于自然界的,自然界可以有它们另外的说法。它们的说法丝毫不影响我们的概念。如果人们能与自然界进行交流的话,那只要增加一种翻译就行了。人类把“时间”、“空间”这些名词强加于自然界,是人类交流思想的需要,是用语言代替物质的产物。语言一经确立,就给予它确切的含义,试图改变这些含义而使科学理论符合某些人的主观愿望的办法是徒劳的。人们在实践中发现,一切物体都有一定的形状(开始人们只限于对刚性物体的认识),一切物体都在不断的变化。(开始只发现一些物体在发生变化,如白天与黑夜的交替,动植物的生老病死,岩石的风化等,包括位置和形状的变化)。这些变化有时表现的急骤些,有时表现的缓慢些。在对事物的认识过程中,开始是把两物直接地放在一起进行比较的,这种比较方法已不能适应日益增多的需要,迫切需要一个比较的基准,这样长度单位就首先诞生了,原始的单位当然与现在的单位很不同。实际上在现在,各国的单位也不完全相同。比如有英制,公制,市制等不同量制。但达到目前这一步也是经历了不断统一的过程,有时还采用法律强制手段。如秦朝建国后第一件事就是统一度量衡。现今世界上逐步使用公制度量衡制度,将来有可能使用宇宙度量衡制度(如果别的星球有高等生物的话),如果有人把“速度”翻译成“时间”,而把“时间”翻译成“速度”或别的什么,只要表示物体同样的特性,那也没有什么不可。就象中国和日本都使用有汉字,两国汉字的表意并不完全相同一样,但是不能乱用。在古代,是没有认识到地球是球形的,放眼看地面象一个平面。长度单位是在地面上比较物体的过程中诞生的。当发现地面不是平面而是曲面以后,长度单位并没有改变,而把两地间直线距离用弦长来表示,而把地面的测量结果看成弧长,原因就是长度单位是一个理想化了的一个比较基准。象众所周知的那样,巴黎国际度量衡标准局保管的米达原尺,在气温稍有变化时也会发生变化,但仍被人们采用作标准尺,而用一系列系数来反映这些变化。这是人们进行测量时要用实物作度量工具的,而实物与理想标准之间总是存在差距。有些人只看到用实物作测量基准,没想到实物只是理想基准的代用品。现在来看“时间”一词,“时间也是在比较的实践中逐步产生的。现在世界上时间单位已基本统一,没有象长度单位那样保留有逐渐统一的痕迹,但在民间,仍然能找到这样的痕迹。现在,还能听到这样的语言,“×××走了一袋烟工夫了。”“他离开有一顿饭工夫。”这里所说的“一顿饭” 、“一袋烟”表示“吃完一顿饭”、“吸完一袋烟”所用的时间。他们表示的时间虽不确切,但也能使人明白。在中国的古书中记载有以“一柱香”、“三更、五更”等表示时间的术语。就是现在,仍然有年、月、日、时、分、秒、等不同的表示时间的单位。考查这些单位的共性,它们都是可重复的。只不过有些是自然的,有些是人为的。由于事物内部矛盾运动发展是无限的,人们为了区分事物的矛盾运动,利用可重复出现的信号作为事物发展变化的比较基准。周期信号是不断重复的信号。用自然周期信号比用可复现的人为信号作基准有许多方便之处。又因自然周期信号的周期是有限长的周期,倍增与等分也较容易,记数也很方便。且有天然的周期信号可供使用。当然最明显的周期信号是地球的转动。(当时认为是太阳在行走)就有人提议把地球转一转定为事物发展变化的比较基准,取名为“一日”(即见到太阳一次),也有人用类似的方法定月相的周而复始为“一月”,定寒暑的周而复始为“一年”。因“年”,“月”,“日”,都是时间的单位,继而出现了年月日之间的换算关系。虽然现在公历的月不表示月相的变化了,只是保留转化的痕迹。有了长度单位和时间单位以后,比较事物的变化就容易得多了。把这两个单位联系起来,导出了比较事物变化快慢的物理量—速度。设立了比较单位后并没有完全解决问题,还需要解决度量方法,度量方法的改进和技能的提高,给区分事物带来了方便,但不能也没有改变原有基准单位的基本含义。比如现在采用“原子钟”来记时,也没改变时间单位作为比较事物变化的基本含义。“时间”和“空间”的单位名称又是随着认识的步步深入而逐渐变更的。如果仍然把见到太阳一次叫“一日”,天体上的“一日”与地球上的“一日”就不相等。如月亮上的“一日”就约等于地球上“一日”的27倍,而用“原子钟”计时就显不出差别。现在采用“原子钟”计时以后,在未有证据证明天体上“原子钟”计时与地球上“原子钟”计时有不同的情况下,我们只能认为天地间在时间上是无差别的。否则,人们会找到不受所处地位影响的新的计时方法。另外,认识事物的主人是人,尽管各种生物各有不同的生物钟,我们还是可以不看各生物钟所指的时刻,而用我们手中的尺和钟来确定物体的变化速度。光速的测定也是如此进行的。我们不需要知道“光子”的所谓固有寿命,我们就可以测定“光子”的速度了。同样,测定π介子、μ介子等所谓基本粒子的速度也应该是这样。就是所谓基本粒子的固有寿命时,也是与和它相对静止的原子钟的原子振动周期进行比较才得到的。我们测定物体运动速度时是不是要求被测物体的协助呢?我们是不是用我们手中的尺和被测物体带着的钟来决定被测物体的运动速度呢?或者用我们手中的钟和被测物体带着的尺来决定速度呢?历史上从来没有这样做过,今后也不可能这样做。尽管被测物体可以有与我们完全不同的时间单位和长度单位,但在测量时是无法也不需要通信息的。且大多数被测物体是毫无生命力的,它们不能把时间和长度的信息给我们。某些科普著作却要求这样做,不是引人入歧途吗?宇宙中万物是不是处于同一个空间中,或是各物均有自己的空间,这是与狭义相对论争论的焦点。宇宙是无穷的,可能还有另外的空间,那待将来去认识。但能让我们认识 的物体都处于同一个空间中。因为只有同处于一个空间中物体这之间才能相互作用,也才能作用于我们的感官,被我们认识。“狭义相对论”关于长度收缩的说法,就是把物体自己的空间收缩,而不影响观察者的空间。从运动的相对性考虑,如果以被测物体为参照系,那我们也在运动,我们也会收缩,可我们却无法觉查到这一点。为此,有些人引进运动学形状以与几何学形状,说改变的只是运动学形状。这样就把唯心主义带进人们的感觉。因为运动学形状是不可测度的,只是人们的感觉。附带说一句,爱因斯坦自己对自己的工作并不特别赞扬,他总是不断改正自己的错误。如他承认还有许多问题不能解释,承认狭义相对论对“光子”无法解释,又在理论中加减宇宙项来修正理论。并不象某些科普作者说的“至今未曾发现任何一个实验事实与爱因斯坦的狭义相对论相矛盾”。而爱因斯坦却说:“外行人对我的工作的意义得到一种夸张的印象,这不是我的过错。实际上,这是由于通俗科学的作者,特别是由于报纸的记者,他们把每样事情都尽量说的耸人听闻。”空间也只是物体形体的线度测量,时间也只是物质变化速度的比较基准,是与周期信号比较后的周期记数。长度和时间的单位尽管千差万别,比较物质变化的原则不应改变。这是两个不同的比较基准,混淆甚至使它们等效是不对的。为了交流。我们还是要有通一的时间和空间基准。
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物质存在的可用钟表来量度的属性。某一过程的发生、发展、终止,既反映了过程的持续性也反映了顺序性。过程的持续性表现为时间间隔,顺序性表现为日期和时刻。运动着的物质存在的基本形式。时间是物质运动的延续性、间隔性和顺序性,空间是物质的广延性和伸张性。时间的特点是一维性即不可逆性,空间的特点是三维性。时空同物质运动不可分离,没有离开物质和物质运动的时空,也没有离开时空的物质。物质是永恒的、绝对的,作为物质存在基本形式的时空也是永恒的、绝对的,但时空的具体表现形态和特性是多样的、可变的、相对的。
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爱菲斯哲人赫拉克利特说过,人不能再次踏进同一条河流。有一个与人类一样古老的问题──时间是什么?“时间”是现代物理学的重要研究课题。伽利略为提高记时工具的精确性做出了很大贡献。从古人类到爱因斯坦,我们试图描述人类时间观的演化过程。一元复始,万象更新。岁月匆匆,如白驹过隙,稍纵即逝,令人生发出无限感慨。我们面对着一个古老而又始终新奇的话题:时间是什么?时间是什么?它从往昔流向未来,从不曾逆转,也不曾停顿;发生过的同一事件便不可再现;当人身心愉悦的时候,时间转瞬即逝;当人百无聊赖的时候,便感到度日如年。时间对现代物理学来说也是重要研究课题之一,我们可以举出许多试图解释时间的活跃议论,像“黑洞时间”、“虚数时间”、“时空旅行”、“时间粒子”等等,可谓奇想篇,不胜枚举。这些议论的共同特征就是相信终有一天人类会实现在时间长河中的任意遨游。超时空旅行是人类无数世代的梦想,古今亦然。1895年,英国著名科幻作家威尔斯在他的《时间机器》这部小说中,第一次把人类的梦想化为一部形象的文字。在这部小说中,主人公乘着时间机器前往公元80万2701年的未来探寻了一番。在威尔斯之后若干年,爱因斯坦创立的“相对论”从理论上证实这种超时空旅行是可能的。在一部名为《背向未来》的脍炙人口的科幻电影中,主人公实现了前往已逝岁月的旅行。这种旅行可能性一直困扰着包括当代著名物理学家斯蒂芬·霍金在内的不少科学家,他们尚未对此做出是否可能的回答。对这种可能性有人斥之以异端邪说无稽之谈,如果哪个人真的实现了回返往昔的时空旅行,就必得否定父母,请问他自己是如何来到世上的呢?时间是什么?它是人类具有“时间”这一概念以来,世世代代经年累月寻求其答案的最深不可测的谜。我们不妨试着描述一下从往古人类到爱因斯坦的相对论问世,人类时间观的演化过程。时间:周而复始之物公元前3000年前后,古埃及人发现,当东方既白出现大犬座的天狼星,这便是尼罗河将要泛滥的前兆。据此,他们把一年分成了泛滥期、土地恢复期、干期三部分,沿尼罗河创立了农耕业。古埃及和古巴比伦都是以农耕业为中心的文明,所以详细了解一年中季节的转换是必要的。可以想见,他们会认真观察形形色色的星辰、太阳和月亮的运行,努力理解时间推移的含义。经过长时间观测和经验的积累,他们发现,太阳在天空规则地改变着位置,经过一定时间后,月亮在天空的移动也有一定的周期。拥有了这样的知识,古代人类当然很快就明白了,这些天文现象与自己的生活有着密切的关联。久而久之,古代人类知道了天文现象各有其固有的周期性,具有了历法和时间的概念。在古埃及遗留下来的卡尔纳克神庙中,就有能够正确判断夏至日日没、冬至日日出方向的回廊。古埃及人通过观测太阳在天空经过的“路径”,了解了一年的长短,据此制订了“太阳历”。通过详细的天文观测,他们发现一年之长为三百六十五又四分之一天,天狼星拂晓前升上东天的周期是1460年。根据天文现象计算时间推移的不光是埃及人。英国有一座巨石阵,其中有一条被称为“大街”的平坦道路。它指向可以看到夏至日日出的方向,这里还可以观测冬至日日出的方向,一年里月亮在天空的移动情况,形状各异的巨石被安排得各有其位。古代苏美尔人和巴比伦人通过观测装点着夜空的星群,发现一年之长差不多是365天,还找到了与之对应的36个星座,通过星座的移动,了解一年中四季的变换。在这些星座中,他们把位于太阳运行“路径”上的12个星座称为“兽带座”,一直保留至今。他们根据月亮在天空的运行,把表示月亮在每天晚上位置的星座划分为28个星宿,通过观测这些星宿来判断时间。其实,月亮在天空运行一周的时间是二十七又三分之一天左右,28个星宿的划分并不正确,可是古代人类并没有分数和小数的概念,他们只能想象月亮停留在28个星宿上。迄今为止,我们划分时间的方法都是周期性的,可以想到,古代人类会觉得一天也好一年也好都是循环往复的,正因为如此,他们才凭着时间周而复始的想象,制订了历法。古人的达观和对时间的追求古埃及人把一年分为360天与5天之和,把5天加在一年的末尾,并用“360”将天空分割开,作为测量角度的基准。测量角度的“六十进制”正是基于这一实践被发明的。古埃及人把天空划分为36个星座,观测这些星座在一年时间里横贯天空,从而利用星座计算时间。夏夜大约有8个小时,而在这段时间里有12个星座横过天空,于是古埃及人把夜晚确定为12个小时,同样,白昼也被确定为12小时,由此看来,在当时人们的心目中,一年中的时间是可以伸缩的。由于昼夜每小时的长短在一年中是“灵活”的,依今天的眼光来看实在是太别扭了。古人如此满不在乎时间的精确性,真是过于达观了。每天24小时,午前、午后各12小时,这是我们能够追溯到的时间划分。为了在一天内把握时间的进程,古人研究出了计算时间的机械,这就是我们现在已经知道的沙漏和水时计。在古埃及,人们把木板装订成“T”字形,竖板前端弯成90度,这样就可以根据横板在竖板上投下的影子来判断时间。这种工具看上去很像今天的剃须刀。在古人具有的时间概念中,每天、每年都是循环往复的,没有必要把握准确的时间。不过,古人萌发了这样的思考:固然无须把握循环往复的时间,然而接踵发生的事件却是不会重复的,时间总是朝着一个方向前进不会倒流和停顿。信仰古代犹太教的古代犹太人就对这种“直线性”的时间有过思考。人们认为,他们所信仰的神会让特定的历史事件只发生一次,历史是神为达到目的而创造出来的。所以,那种以为历史事件是周期性重复的想法是对神的亵渎。在基督教的教义中,最中心的事件是耶稣基督的死和复活,因此同样的事件会周期性重复的看法是不可想象的。由此可知,这种来自宗教教义的见解成就了这种思考,即沿着直线前进的时间也就是直线性的时间。在中世纪的欧洲,人们对于时间和日期似乎并不怎么上心,如果时间是循环往复的,那么日期差不多也没什么意义了。然而慢慢地人们在日常生活中发现,正确计算时间是必要的。进入14世纪后,有人研制了具有机械结构的记时工具,时间以不变的速度延伸成为人们的共识。时间之子———伽利略与爱因斯坦为提高记时工具精度做出很大贡献的是伟大的科学家伽利略。有一桩广为人知的轶事:伽利略通过观察意大利港口小城比萨某座寺院天井下摇摆的油灯,发现了振子的等时性。所谓等时性也就是振子的振动周期,仅由振子的长度决定,而与重量无关。应用这种振子的等时性原理,有人研究成功了钟表的调整装置。把它变成现实的是荷兰物理学家克里斯琴安·惠更斯,那是在伽利略辞世14年后1656年的事。计算一定周期运动的次数的方式,直到今天在精密的原子钟上仍在使用。时间的测算方法从那时至今没有什么变化。伽利略还有这样的见解:时间的步伐不依人们的主观愿望所转移,时间在这个宇宙的任何角落都在以同样的方式在流逝。他计算了在自由落体运动中速度和距离与时间的关系,发现距离与物体从下落开始后的时间的平方成正比。伽利略根据在船上所做的实验确认,这种自由落体运动的模式,在沿地表以等速运动的情况下也没有什么两样。1632年,伽利略观察了一个密封船舱中发生的现象,他写道:在这里(只要船的运动是等速的),你在一切现象中都观察不出丝毫改变,也无法根据任何现象来判断船在运动还是停在原地———当你在船板上跳跃时,你跳过的距离和你在静止的船上跳过的距离完全相同;也就是说,当你向船尾跳去时,并不会———由于船在很快地运动———比向船头跳去时跳得更远,虽然当你跳起在空中时,你下面的船板正在向着相反的方向奔驰;而且,你若要把一件东西抛给你的朋友,如果你的朋友靠近船头而你靠近船尾,你也不必比你俩调换位置后费更大的力气;从挂在天花板上的装水杯子中洒出的水滴,会竖直地落在船板上,而没有任何一滴水偏向船尾,虽然水滴尚在空中时船正向前进。苍蝇继续飞来飞去,在各个方向毫无不同;它们绝不会聚向船尾,为追逐疾驶的船而疲于奔命。伽利略发现的是一个相对原理:在一个封闭的系统中,不论进行怎样的力学实验,都不能判断一个惯性系统是处于静止状态或是在作等速直线运动。根据这一结果可知,相对于静止的某参照系,以等速向着某确定方向运动的参照系也是与时间同步前进的。这一参照系被称为“惯性参照系”。时间的进程不受惯性参照系的任何影响。如果时间的推移在任何惯性参照系中都同步前进的话,那么是不是可以设想,存在超脱于这类参照系的共同的时间呢?阿尔伯特·爱因斯坦把这种时间称为“绝对时间”。然而这个“绝对时间”由于阿尔伯特·爱因斯坦登上科学舞台而分崩离析了。爱因斯坦以实验事实出发,对空间、时间的概念进行了深刻的分析,从而建立了新的时空观念,在此基础上他提出了狭义相对论。在狭义相对论中,空间和时间是彼此密切联系的统一体,空间距离是相对的,时间也是相对的,在相对于尺和钟做匀速运动的惯性参照系中的观察者看来,尺变短了钟变慢了。在这个意义上,尺的长短,时间的长短都是相对的。可以肯定的是,人类对于时间的认识仍然在深化,在逐渐逼近那个真理──时间是什么? 《科技日报》 2001年2月01日。
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一切物质运动过程都具有的持续性和不可逆性构成了它们的共同属性,这种共同属性就叫做时间。