從科學角度看,時間是什麼?

累麼--


“時間”是一個非常抽象的概念。大眾對“時間”的理解是指鐘錶上轉動、晝夜更替、四季交換,並將這些事物的運動、變化的順序性和持續性的表現稱為“時間”。

這些都是概化的、形象的“時間”,但這都是對時間的認知錯覺。愛因斯坦說過,不能把時間、空間和物質分開解釋,三者不能獨立存在。時間與空間組成的四維時空,是構成宇宙的基本結構。

有些人質疑愛因斯坦對時間的解釋,認為“時間”是人類定義的,是人類製造的鐘表所表達出來的,實際是不存在的。其實這裡就是對時間的認知錯覺,質疑者口中“時間”和科學家所說的“時間”已經不是一個概念了,質疑者對時間的理解還受限於牛頓時空觀。

那麼科學家眼中的“時間”到底是什麼?

你要問霍金“時間到底是什麼”,他會說:在心理學,時間就是你記得住過去卻記不住未來;在熱力學裡,時間就是熵增定律,熱量從高溫流向低溫是不可逆的;在宇宙學裡,時間就是宇宙正在膨脹。

“時間”是一個維度。你是看不見三維空間的,因為你看見的三維空間只是三維空間在你所處的空間和時間上的一個表現,在更高的維度,可能就是一個面、一個線甚至一個點。那麼時間作為一個維度的概念,與空間組成了宇宙的基本結構——四維時空。你同樣是感知不到時間的,你只能看到時間“流逝”的一個表象。你會對三維空間和四維時空感覺到疑惑,那是時間跟空間不一樣,雖然都是維度,但時間是有矢量的,你可以用最傳統的理解為“流逝”。

四維時空的時間是相對的。1971年,美國做了一項實驗,在飛機上和地面上放上同一個原子鐘。飛機旅行結束後,飛機上的原子鐘與地面上的原子鐘差了59納秒。如果原子鐘都是放在同一個維度的同一個點上,那麼原子鐘內原子震動的次數是一樣的。

時間倒流可能嗎?

是可以的。根據時間反演相對性,四維時空中一個粒子從現在的一個點到另一個點,也可以理解為時間反向流動,負電子從另一個點移動到這個點。物理系統的時間箭頭倒轉,這個系統可以回到原先的狀態。

所以,時間就是一個維度。


科學趣談菌


時間對於住在一樓的人來說比住在頂層的人過得慢,儘管它不足以使裡面的人變得長壽。要想使一個人變得年輕些,只需乘坐一架普通的飛機做一次環球旅行就可以了。這是時間效應對所有的人都相同的兩個令人難以置信的結果:時間可以延長也可以縮短,這取決於空間、重力和速度。本文將帶領讀者去探索時間這個外表看起來很親近但是又很神秘的尺度。

1.時間究竟是什麼?

1000多年來,人們一直都在尋找這個問題的答案。比如,在古希臘,時間的定義問題對哲學家的困擾更甚於對數學家的困擾。在伽利略的偉大發現之後,牛頓把時間最終定義為數學上的量。但是,這位偉大的英國科學家認為,時間是一個被神秘氣息所覆蓋著的客體,因為時間獨立於任何物體,在一切之上,是絕對的。時間與聖人是如此接近,以至於上帝被比為一座鐘。

愛因斯坦認為,時間一點也不像是大自然裡的一條“自由自在的狗”,而是一個實實在在的尺度。即使在今天,我們仍然不能像定義任何一個實際的事物那樣給時間下一個定義。我們可以度量時間,但不知道時間是什麼,並且還把“時間”掛在牆上或者帶在手腕上。根據愛因斯坦的相對論,我們知道時間可以延長或是縮短。這就是物理學家為什麼把時間簡單地用作確立事件的序列,並且用時間標記它們。比如人的生日或食品的保質期等。

2.時間是像河流一樣流動還是有間斷的接替?

不幸的是,沒有一種理論或者是一項實驗能夠證實時間是以連續的方式流動還是像一部電影裡的每格畫面,給人一種連續的印象,即有間斷的接替。對時間的連續性或間斷性的研究還涉及到另外一個問題,即時間到底有沒有開端。對此,至今還沒有確切的答案。因為著名的大爆炸理論認為時間—空間有一個開始;而另外的一些科學家則指出,“時間”尺度沒有一個瞬間的開始,這是不必要的。這樣事情就複雜了。因為根據量子力學的原理,比所謂的普朗克時間(Planck Time)小的時間間隔是不可探知的。普朗克時間單位在秒數量級。所以在一個非常短的時間內是不可能計算出新生的宇宙狀態的。總之,就現在的理論來看,有關宇宙的第一聲啼哭將永遠是個未知數。

現在我們回到時間的“連貫性”上來。奇怪的是它能夠以連續或間斷的方式流動,但最小的、可計算的時間間隔則與“普朗克時間”一樣。總之,時間是一條連續的帶子,而物理學家把它當作一條環環相扣的、不連續的項鍊。

幾年前,科學家大衛·芬克勒斯坦因(David Finkelstein)曾經提出過一種理論,但是沒有在科學界獲得很大的支持。這位物理學家假設時間原子存在。這些時間原子可能表現出了它們的間斷性。

3.對於所有人來說,時間是以同一種方式流逝嗎?

愛因斯坦的理論表明答案是否定的。實際上同空間一樣,時間也是相對的。相對是什麼意思呢?即為了完整地而不是模稜兩可地描述一個事件,那麼這個事件就應該被放在一個參照系裡。例如,如果我與某人在路的盡頭約會,那麼“盡頭”對另外一個人來說可能恰好是路的開端。如果我加上“在路盡頭後面的廣場”,那麼這個“約會事件”就準確了。帶有時間因素的事情也是如此。如果我說10年過去了,那麼我就必須指出,是與哪個參照系相比過去了10年。很明顯,在每天的生活裡沒有必要拘泥於細節。但是誰又知道將來我們會不會組織星際旅行或者與外星人交流呢?到那時,時間間隔就不再這麼簡單了,就會感到時間的相對性了。

一個有名的例子能夠解釋這一切。阿爾法(Alfa )和貝塔(Beta)是一對30歲的孿生兄弟,都是宇航員。2000年,貝塔開始乘坐速度為每秒24萬公里的太空飛船向距離地球8光年的一個星球進發。以這種速度,貝塔來回單程各需要10年時間。事實是為了達到所要的平均速度,貝塔需要加快速度,而在到達目的地時還要減速。因為他們兩個的參照系不再相同,只需改變運動方向我們就可以把阿爾法和貝塔的時間分離開來。當貝塔在2020年回到地球上來時,將看到阿爾法慶祝50歲(老了20年)生日,而這時對他自己來說才剛剛過了12年,他才只有42歲。這不是一個智力測驗。時間的伸縮已經被真實的表所測量到。1971年,美國華盛頓大學的哈費勒(J.C. Hafele)和美國海軍天文臺的理查德·基廷(Richard Keating)兩位物理學家作了環球旅行,並且測量了飛機上的4座原子鐘。飛機的速度無法和光的速度相比(相差幾百萬倍)。但是科學家們卻證實捕捉到了時間的伸縮性:在旅行結束時,飛機上的鐘表指示與地面上的鐘表相比晚了59納秒。另外,高度也影響時間的流逝,愛因斯坦的理論表明由於重力的原因,時間離地面越近流逝得就越慢。實際上,在地下室裡,時間流逝得要比在樓房頂層慢。有人曾經計算過,在人的一生中,如果是住在一層的話,可以多活一微秒,當然,這對長壽來講太微不足道了。

4.如果時間是一個尺度,那麼為什麼不能像在空間中一樣前進和後退呢?

在將來和過去的時間中旅行都屬於科學幻想。正如奧地利數學家庫爾特·歌德爾(Kurt Godel)在1949年所證實的一樣,在過去的時間裡旅行是不被物理學的法則所禁止的,然而條件是非常特殊的:宇宙要能夠轉動(這在現實中是不可能發生的),並且時間的追求者必須以大於光速71%的速度移 動。總之,菜譜是有了,但是沒有配料。正如物理學家斯蒂芬·霍金所認為的那樣,這可能是自然保護自己的一種方式,同時阻止時間旅行就會避免可能帶來的悖論,例如會和自己相遇或者是改變歷史一類的現象。

5.黑洞是否真的是時間機器呢?

黑洞所提供的可能性之一是,在通過了一個時空隧道後落入它們之中,並且重新出現在過去。隧道是什麼?有各種各樣的假設,從抗重力到對映世界,再到宇宙更替。雖然假設眾多,但沒有一個是可行的。只需想一想黑洞超強的引力就夠了:時間就像一根皮筋,最後被拉長,而在這種情況下要想活著出來是毫無希望的。時間是一個永久的話題,人們仍在不斷地探索和嘗試其他的方法


大嘴巴愛八卦


時間就是生命,時間就是金錢,時間讓我們慢慢成長! 時間讓我們懂得珍惜,時間讓我們懂得,有些東西總會慢慢失去。

留不住的是時間,抓不住的是時間,聽不下來的是時間,欺騙不了的是時間,來不急的是時間。 請大家好好珍惜時間





德悟


時間是客觀存在的,不因人的意志而改變。說到時間就必須要談到空間。

空間是物質存在的表現形式,時間是物質運動變化的表現形式。時間和空間緊密的交織在一起。現有觀點認為,我們所處的時空是四維的,由三維空間和一維時間構成。

談到時間和空間,就不得不說相對論,相對論是關於時空和引力的理論。

狹義相對論中有一個鐘慢效應。簡單來說就是,物體運動的越快,其所經歷的時間越慢。一艘相對於地球高速運動的宇宙飛船,在飛船上的人來看,地球上的人經歷的時間變慢了;而從地球上來看,是飛船上的人所經歷的時間變慢了。之所以會出現這種情況,是因為兩者處於不同的慣性參考系中。在不同慣性系參考系中所測量到的時間是不同的。

然而有質量的物體的運動速度並不能達到以及超越光速。物體的運動速度越接近光速,其質量也就越大,加速時所需要的能量也就越大。即使拼上全宇宙的能量,也不能將一個物體加速至光速。

廣義相對論認為物質會影響時空,質量越大的物體對時空的彎曲越大。質量越大,引力場也就越強,引力場越強,該區域的時間也就流逝的越慢。處於同一引力場中勢能較低的物體所經歷的時間也就比同一引力場中勢能高的物體所經歷的時間短。黑洞周圍是宇宙中引力場最強的區域,那裡的時間流逝的非常緩慢,幾乎停止。

衛星導航系統就需要用到相對論,我們需要用它來進行時間校準。

時間和空間起源於大爆炸,以科學角度來看,討論大爆炸之前是沒有意義的。宇宙為什麼會發生大爆炸?我們還不知道。科學家們認為,在大爆炸之前,只存在一個奇點,所有的物質以及時間和空間都是從這個奇點中誕生的。因此在大爆炸之前不存在時間也是有道理的。也許宇宙就是在反覆的收縮和膨脹,如此循環往復。

時間具有單向性。事物的發展變化總是依據因果律依次按順序發生。自從宇宙大爆炸開始,事物就總是朝著混亂和無序的方向發展,這被稱之為熵增。如果時間可以倒流,那麼因果律就會被破壞,會產生祖母悖論。因此,在同一條時間線及因果鏈上,應該是不允許發生時間旅行這種現象的。

從宏觀上來看,時間是連續變化的,因為物質是連續運動的。在微觀領域,量子力學認為時間的變化並不連續,因為物質的運動是不連續的。在量子力學中,時間變化存在一個最小的間隔,稱之為普朗克時間,即10^-43秒。理論上來說,最短的時間間隔止步於此,不能再細分了。

時間與物質的運動變化密不可分。如果物質處於絕對靜止狀態,即不存在任何運動變化,那麼時間也就停止了。沒有了運動,也就沒有了時間。由於客觀世界中並不存在絕對靜止,因此時間是不能夠被暫停的。

對於時間這個概念,除了腦中的記憶以外,我們還可以用週期性的變化來計時。在早期,我們用沙漏或者水漏來進行短期計時,天體的週期性運動則被我們用來進行長期計時。現如今,我們利用原子鐘進行計時,可以做到百萬年不到一秒的誤差,精度相當之高。


攀閱


時間是什麼?本人先從時間的存在方式方面解釋一下。物質時間空間組成了宇宙,當然這裡廣義的物質也包括反物質和暗物質。本人讀過愛因斯坦的相對論,當物質以光速運行時,時間就會變短為零。同時本人認為,光速運動的物質會變成一個個無限小的點,當小到接近零時,時間和空間也隨其變成零。本人設想,宇宙原本以光速高速旋轉,原來是沒有存在的形象,後來一部分物質慢了下來,形成了現在有形象的宇宙,這就是宇宙的起源。那些探索宇宙起源的人,得到這個答案時,也許會感到奇怪,按本人的設想,以光速運行的宇宙原來是沒有形象的。那麼,時間是什麼?時間就是涵蓋在宇宙中的一個緯度。


上品茶道


時間是運動、變化的表現形式,是世界和萬物的內在規定和組成部分,是具有客觀實在性同世界和萬物的其它組成部分處在對立統一關係中的“物”或物質。

時間是世界和萬物運動、變化的表現形式。

運動和變化只有在一定的時間段裡才能發生,在一個固定的時間點上,世界和萬物就不會發生任何運動和變化。我們觀察世界和萬物的運動和變化,必須有一個特定的時間段作為觀察的條件,沒有一個特定的時間段作為觀察的條件,就不能發現任何運動和變化的特徵沒有時間規定的世界和萬物是不存在的,離開一定的時間,任何物體都不可能存在。時間是具有客觀實在性同世界和萬物的其他組成部分處在對立統一關係中的“物”或物質。

時間不同於運動和變化,運動和變化是意識的表現形式;時間不同於數量,數量是時間的表現形式;時間同運動、和數量,同其他組成世界和萬物的“物“或物質都是相互區別相互對立的。

時間同運動和數量、同其他組成世界和萬物的“物”或物質,都具有客觀實在性的共同本質,是統一世界裡的家庭成員。時間同運動和數量同組成世界和萬物的其他成員是密切聯繫在一起的,他們是相互聯繫相互統一的。


笑路路


時間是指宏觀一切具有不停止的持續性和不可逆性的物質狀態的各種變化過程,其有共同性質的連續事件的度量衡的總稱.  時間是事物的存在過程,是所有事物皆具有的天然屬性.作為國際單位制中七個基本單位之一


月下獨酌浮生笑


從科學角度看時間根本不存在啊,人類創造了時間是為了讓自己方便。


外行聊電影


時間是非物質的、沒有形體的、但又是客觀存在的特殊載體;它包容一切,又能消融一切;它的另一特性是無始無終,但對具體事物又是有始有終。


用戶4149497256959


時間是加在三維空間上的另外一個面,可以使某一物在不同時間有著不同的狀態。


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