从科学角度看,时间是什么?

累么--


“时间”是一个非常抽象的概念。大众对“时间”的理解是指钟表上转动、昼夜更替、四季交换,并将这些事物的运动、变化的顺序性和持续性的表现称为“时间”。

这些都是概化的、形象的“时间”,但这都是对时间的认知错觉。爱因斯坦说过,不能把时间、空间和物质分开解释,三者不能独立存在。时间与空间组成的四维时空,是构成宇宙的基本结构。

有些人质疑爱因斯坦对时间的解释,认为“时间”是人类定义的,是人类制造的钟表所表达出来的,实际是不存在的。其实这里就是对时间的认知错觉,质疑者口中“时间”和科学家所说的“时间”已经不是一个概念了,质疑者对时间的理解还受限于牛顿时空观。

那么科学家眼中的“时间”到底是什么?

你要问霍金“时间到底是什么”,他会说:在心理学,时间就是你记得住过去却记不住未来;在热力学里,时间就是熵增定律,热量从高温流向低温是不可逆的;在宇宙学里,时间就是宇宙正在膨胀。

“时间”是一个维度。你是看不见三维空间的,因为你看见的三维空间只是三维空间在你所处的空间和时间上的一个表现,在更高的维度,可能就是一个面、一个线甚至一个点。那么时间作为一个维度的概念,与空间组成了宇宙的基本结构——四维时空。你同样是感知不到时间的,你只能看到时间“流逝”的一个表象。你会对三维空间和四维时空感觉到疑惑,那是时间跟空间不一样,虽然都是维度,但时间是有矢量的,你可以用最传统的理解为“流逝”。

四维时空的时间是相对的。1971年,美国做了一项实验,在飞机上和地面上放上同一个原子钟。飞机旅行结束后,飞机上的原子钟与地面上的原子钟差了59纳秒。如果原子钟都是放在同一个维度的同一个点上,那么原子钟内原子震动的次数是一样的。

时间倒流可能吗?

是可以的。根据时间反演相对性,四维时空中一个粒子从现在的一个点到另一个点,也可以理解为时间反向流动,负电子从另一个点移动到这个点。物理系统的时间箭头倒转,这个系统可以回到原先的状态。

所以,时间就是一个维度。


科学趣谈菌


时间对于住在一楼的人来说比住在顶层的人过得慢,尽管它不足以使里面的人变得长寿。要想使一个人变得年轻些,只需乘坐一架普通的飞机做一次环球旅行就可以了。这是时间效应对所有的人都相同的两个令人难以置信的结果:时间可以延长也可以缩短,这取决于空间、重力和速度。本文将带领读者去探索时间这个外表看起来很亲近但是又很神秘的尺度。

1.时间究竟是什么?

1000多年来,人们一直都在寻找这个问题的答案。比如,在古希腊,时间的定义问题对哲学家的困扰更甚于对数学家的困扰。在伽利略的伟大发现之后,牛顿把时间最终定义为数学上的量。但是,这位伟大的英国科学家认为,时间是一个被神秘气息所覆盖着的客体,因为时间独立于任何物体,在一切之上,是绝对的。时间与圣人是如此接近,以至于上帝被比为一座钟。

爱因斯坦认为,时间一点也不像是大自然里的一条“自由自在的狗”,而是一个实实在在的尺度。即使在今天,我们仍然不能像定义任何一个实际的事物那样给时间下一个定义。我们可以度量时间,但不知道时间是什么,并且还把“时间”挂在墙上或者带在手腕上。根据爱因斯坦的相对论,我们知道时间可以延长或是缩短。这就是物理学家为什么把时间简单地用作确立事件的序列,并且用时间标记它们。比如人的生日或食品的保质期等。

2.时间是像河流一样流动还是有间断的接替?

不幸的是,没有一种理论或者是一项实验能够证实时间是以连续的方式流动还是像一部电影里的每格画面,给人一种连续的印象,即有间断的接替。对时间的连续性或间断性的研究还涉及到另外一个问题,即时间到底有没有开端。对此,至今还没有确切的答案。因为著名的大爆炸理论认为时间—空间有一个开始;而另外的一些科学家则指出,“时间”尺度没有一个瞬间的开始,这是不必要的。这样事情就复杂了。因为根据量子力学的原理,比所谓的普朗克时间(Planck Time)小的时间间隔是不可探知的。普朗克时间单位在秒数量级。所以在一个非常短的时间内是不可能计算出新生的宇宙状态的。总之,就现在的理论来看,有关宇宙的第一声啼哭将永远是个未知数。

现在我们回到时间的“连贯性”上来。奇怪的是它能够以连续或间断的方式流动,但最小的、可计算的时间间隔则与“普朗克时间”一样。总之,时间是一条连续的带子,而物理学家把它当作一条环环相扣的、不连续的项链。

几年前,科学家大卫·芬克勒斯坦因(David Finkelstein)曾经提出过一种理论,但是没有在科学界获得很大的支持。这位物理学家假设时间原子存在。这些时间原子可能表现出了它们的间断性。

3.对于所有人来说,时间是以同一种方式流逝吗?

爱因斯坦的理论表明答案是否定的。实际上同空间一样,时间也是相对的。相对是什么意思呢?即为了完整地而不是模棱两可地描述一个事件,那么这个事件就应该被放在一个参照系里。例如,如果我与某人在路的尽头约会,那么“尽头”对另外一个人来说可能恰好是路的开端。如果我加上“在路尽头后面的广场”,那么这个“约会事件”就准确了。带有时间因素的事情也是如此。如果我说10年过去了,那么我就必须指出,是与哪个参照系相比过去了10年。很明显,在每天的生活里没有必要拘泥于细节。但是谁又知道将来我们会不会组织星际旅行或者与外星人交流呢?到那时,时间间隔就不再这么简单了,就会感到时间的相对性了。

一个有名的例子能够解释这一切。阿尔法(Alfa )和贝塔(Beta)是一对30岁的孪生兄弟,都是宇航员。2000年,贝塔开始乘坐速度为每秒24万公里的太空飞船向距离地球8光年的一个星球进发。以这种速度,贝塔来回单程各需要10年时间。事实是为了达到所要的平均速度,贝塔需要加快速度,而在到达目的地时还要减速。因为他们两个的参照系不再相同,只需改变运动方向我们就可以把阿尔法和贝塔的时间分离开来。当贝塔在2020年回到地球上来时,将看到阿尔法庆祝50岁(老了20年)生日,而这时对他自己来说才刚刚过了12年,他才只有42岁。这不是一个智力测验。时间的伸缩已经被真实的表所测量到。1971年,美国华盛顿大学的哈费勒(J.C. Hafele)和美国海军天文台的理查德·基廷(Richard Keating)两位物理学家作了环球旅行,并且测量了飞机上的4座原子钟。飞机的速度无法和光的速度相比(相差几百万倍)。但是科学家们却证实捕捉到了时间的伸缩性:在旅行结束时,飞机上的钟表指示与地面上的钟表相比晚了59纳秒。另外,高度也影响时间的流逝,爱因斯坦的理论表明由于重力的原因,时间离地面越近流逝得就越慢。实际上,在地下室里,时间流逝得要比在楼房顶层慢。有人曾经计算过,在人的一生中,如果是住在一层的话,可以多活一微秒,当然,这对长寿来讲太微不足道了。

4.如果时间是一个尺度,那么为什么不能像在空间中一样前进和后退呢?

在将来和过去的时间中旅行都属于科学幻想。正如奥地利数学家库尔特·歌德尔(Kurt Godel)在1949年所证实的一样,在过去的时间里旅行是不被物理学的法则所禁止的,然而条件是非常特殊的:宇宙要能够转动(这在现实中是不可能发生的),并且时间的追求者必须以大于光速71%的速度移 动。总之,菜谱是有了,但是没有配料。正如物理学家斯蒂芬·霍金所认为的那样,这可能是自然保护自己的一种方式,同时阻止时间旅行就会避免可能带来的悖论,例如会和自己相遇或者是改变历史一类的现象。

5.黑洞是否真的是时间机器呢?

黑洞所提供的可能性之一是,在通过了一个时空隧道后落入它们之中,并且重新出现在过去。隧道是什么?有各种各样的假设,从抗重力到对映世界,再到宇宙更替。虽然假设众多,但没有一个是可行的。只需想一想黑洞超强的引力就够了:时间就像一根皮筋,最后被拉长,而在这种情况下要想活着出来是毫无希望的。时间是一个永久的话题,人们仍在不断地探索和尝试其他的方法


大嘴巴爱八卦


时间就是生命,时间就是金钱,时间让我们慢慢成长! 时间让我们懂得珍惜,时间让我们懂得,有些东西总会慢慢失去。

留不住的是时间,抓不住的是时间,听不下来的是时间,欺骗不了的是时间,来不急的是时间。 请大家好好珍惜时间





德悟


时间是客观存在的,不因人的意志而改变。说到时间就必须要谈到空间。

空间是物质存在的表现形式,时间是物质运动变化的表现形式。时间和空间紧密的交织在一起。现有观点认为,我们所处的时空是四维的,由三维空间和一维时间构成。

谈到时间和空间,就不得不说相对论,相对论是关于时空和引力的理论。

狭义相对论中有一个钟慢效应。简单来说就是,物体运动的越快,其所经历的时间越慢。一艘相对于地球高速运动的宇宙飞船,在飞船上的人来看,地球上的人经历的时间变慢了;而从地球上来看,是飞船上的人所经历的时间变慢了。之所以会出现这种情况,是因为两者处于不同的惯性参考系中。在不同惯性系参考系中所测量到的时间是不同的。

然而有质量的物体的运动速度并不能达到以及超越光速。物体的运动速度越接近光速,其质量也就越大,加速时所需要的能量也就越大。即使拼上全宇宙的能量,也不能将一个物体加速至光速。

广义相对论认为物质会影响时空,质量越大的物体对时空的弯曲越大。质量越大,引力场也就越强,引力场越强,该区域的时间也就流逝的越慢。处于同一引力场中势能较低的物体所经历的时间也就比同一引力场中势能高的物体所经历的时间短。黑洞周围是宇宙中引力场最强的区域,那里的时间流逝的非常缓慢,几乎停止。

卫星导航系统就需要用到相对论,我们需要用它来进行时间校准。

时间和空间起源于大爆炸,以科学角度来看,讨论大爆炸之前是没有意义的。宇宙为什么会发生大爆炸?我们还不知道。科学家们认为,在大爆炸之前,只存在一个奇点,所有的物质以及时间和空间都是从这个奇点中诞生的。因此在大爆炸之前不存在时间也是有道理的。也许宇宙就是在反复的收缩和膨胀,如此循环往复。

时间具有单向性。事物的发展变化总是依据因果律依次按顺序发生。自从宇宙大爆炸开始,事物就总是朝着混乱和无序的方向发展,这被称之为熵增。如果时间可以倒流,那么因果律就会被破坏,会产生祖母悖论。因此,在同一条时间线及因果链上,应该是不允许发生时间旅行这种现象的。

从宏观上来看,时间是连续变化的,因为物质是连续运动的。在微观领域,量子力学认为时间的变化并不连续,因为物质的运动是不连续的。在量子力学中,时间变化存在一个最小的间隔,称之为普朗克时间,即10^-43秒。理论上来说,最短的时间间隔止步于此,不能再细分了。

时间与物质的运动变化密不可分。如果物质处于绝对静止状态,即不存在任何运动变化,那么时间也就停止了。没有了运动,也就没有了时间。由于客观世界中并不存在绝对静止,因此时间是不能够被暂停的。

对于时间这个概念,除了脑中的记忆以外,我们还可以用周期性的变化来计时。在早期,我们用沙漏或者水漏来进行短期计时,天体的周期性运动则被我们用来进行长期计时。现如今,我们利用原子钟进行计时,可以做到百万年不到一秒的误差,精度相当之高。


攀阅


时间是什么?本人先从时间的存在方式方面解释一下。物质时间空间组成了宇宙,当然这里广义的物质也包括反物质和暗物质。本人读过爱因斯坦的相对论,当物质以光速运行时,时间就会变短为零。同时本人认为,光速运动的物质会变成一个个无限小的点,当小到接近零时,时间和空间也随其变成零。本人设想,宇宙原本以光速高速旋转,原来是没有存在的形象,后来一部分物质慢了下来,形成了现在有形象的宇宙,这就是宇宙的起源。那些探索宇宙起源的人,得到这个答案时,也许会感到奇怪,按本人的设想,以光速运行的宇宙原来是没有形象的。那么,时间是什么?时间就是涵盖在宇宙中的一个纬度。


上品茶道


时间是运动、变化的表现形式,是世界和万物的内在规定和组成部分,是具有客观实在性同世界和万物的其它组成部分处在对立统一关系中的“物”或物质。

时间是世界和万物运动、变化的表现形式。

运动和变化只有在一定的时间段里才能发生,在一个固定的时间点上,世界和万物就不会发生任何运动和变化。我们观察世界和万物的运动和变化,必须有一个特定的时间段作为观察的条件,没有一个特定的时间段作为观察的条件,就不能发现任何运动和变化的特征没有时间规定的世界和万物是不存在的,离开一定的时间,任何物体都不可能存在。时间是具有客观实在性同世界和万物的其他组成部分处在对立统一关系中的“物”或物质。

时间不同于运动和变化,运动和变化是意识的表现形式;时间不同于数量,数量是时间的表现形式;时间同运动、和数量,同其他组成世界和万物的“物“或物质都是相互区别相互对立的。

时间同运动和数量、同其他组成世界和万物的“物”或物质,都具有客观实在性的共同本质,是统一世界里的家庭成员。时间同运动和数量同组成世界和万物的其他成员是密切联系在一起的,他们是相互联系相互统一的。


笑路路


时间是指宏观一切具有不停止的持续性和不可逆性的物质状态的各种变化过程,其有共同性质的连续事件的度量衡的总称.  时间是事物的存在过程,是所有事物皆具有的天然属性.作为国际单位制中七个基本单位之一


月下独酌浮生笑


从科学角度看时间根本不存在啊,人类创造了时间是为了让自己方便。


外行聊电影


时间是非物质的、没有形体的、但又是客观存在的特殊载体;它包容一切,又能消融一切;它的另一特性是无始无终,但对具体事物又是有始有终。


用户4149497256959


时间是加在三维空间上的另外一个面,可以使某一物在不同时间有着不同的状态。


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