時間是什麼?

時間是什麼

時間是什麼?文學家說,時間是鐵面無私的法官: 企家說,時間是金錢: 政治家說,時間是生命。諸如此類說法,均涉及人的情感。只有科學家才是關於時間的服 公 正 的 裁判。

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到目前為止,科學家已認識到時間具體有兩重性: 對稱性(或可逆性) 及其破缺(或不可逆性),對稱性時間源自牛頓力學(牛頓第定律的表述方程經時間反演變北即用一一t替代t後保持不變),按照這種時間觀,現在、過去、未來是沒有區別的,如行星無休止的圓周運動,鐘錶指針圖復圈及氣候春夏秋冬年復一年的循環,

19世紀中期,開爾文(英國) 等發現了熱力學第二定律.按照這個定律,物質和能量只能沿著一個方向轉換,即從可利用到不可利用,從有效到無效,從有秩序到無秩序,如煤燃燒後,成為無法生熱的煤灰,並向大氣放出氧化碳等廢氣。這就意味著時間對稱性的破缺, 宇宙萬物從一定的價值與結構開始,不可挽回地朝著混亂與荒廢發展,不同時刻的價值與結構不相同。第二定律揭示了一種“退化”的非對稱性時間。“君不見高堂明鏡悲白髮,朝如青絲暮成雪”(李白《將 進酒》就反映了這種時 間觀。

幾乎與此同時,進化論者發現了發生在生物界和人類社會的時間對稱性破缺,創立了進化時間觀。達爾文認為,地球上的生物處在不斷進化之中,從簡單到複雜,從生命的低級形式向高級形式,從無區別的結構到互不相同的結構。馬克思認為,人類社會是逐漸由低級向高級,向更加完善更加有序的階段發展的。與退化論者恰成對照,進化論者的這些發現是令人十分樂觀的: 隨著時間的流逝,宇宙將進化得越來越精美,不斷地向更高水平發展。

從人的一生依稀可見時間的進化性、對你性和退化性的縮影。在一個受精卵發育成人的過程中,體內的組 織逐漸從簡單向繁多精密發展。從脫離母體到成年的 約20~35 歲),人體器官逐步向功能完善發展,從成年到 間40歲左右,人體各器官的功能基本保持不變,此後,人體各器官的功能逐漸衰老

20世紀70年代中期,通過對自組織現象的仔細考察和長期研究,普利戈津提出了耗散結構理論。按照該理論,可逆性是時間具體有對稱性的基礎,不可逆性是時同進化和退化的本質,一個非平衡系統(系統的溫度等狀態參量隨時間變化,或系統與外界存在諸如熱流粒子等宏觀流動) 的演化過程,可用數學中的分支點理論的描繪。一個非平衡系統(無論是生物或非生物系統) 經過叉點A、B演化到C 時,對C態的解釋必然暗含著對A態與B態的瞭解。C 態的秩序和結構比A態與B態的既有可能更高級精密(進化) 也可能更低級簡單(退化)。普利戈津就這樣定量統一地解釋了時間的進化性和退化性。

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大爆炸模型(伽莫夫等,20世紀40年代) 和爆脹模型(古斯等,80 年代) 揭示了時間在宇宙尺度上的對稱性破缺: 約200 億年前,宇宙還是一個質量密度無限大的“奇點”,一次巨大的爆炸,並經過200億年的近光速影脹,形成了現在的宇宙,且還在膨脹。在基本粒子領域,美國科學家克羅寧和菲奇發現了時間對稱性自發破缺的現象;c介子在在變過程中,對於空間反射和電荷共軛變換不守恆, 從而說明了時間反演對稱性自發破缺。

愛因斯擔曾認為,時間不過是人們主觀“幻覺”而已,他說,“對我們這些信念堅定的物理學家來說,過上、現在與未來之間的差別只是 一 種長久不變的幻覺,雖然是 種長久不變的幻覺,”這種觀點來免過於偏頗。如上所選,時間是具有客觀性。但不可否認,時間確與人(的主觀性》有聯繫。摘清楚時間的最終本質是科學家的一 大願望。

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