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正文填充內容為《時間》
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(time)是指宏觀一切具有不停止的持續(xù)性和不可逆性的物質狀態(tài)的各種變化過程,其有共同性質的連續(xù)事件的度量衡的總稱。是一個較為抽象的概念,愛因斯坦在相對論中提出:不能把時間、空間、引力三者分開解釋、"時"是對物質運動過程的描述,"間"是指人為的劃分。時間是思維對物質運動過程的分割、劃分。
探究歷史
探究時間概念的由來,可從地球人公認的時間單位“天”和“年”說起。自人類誕生起,人們就感受著晝夜輪回現(xiàn)象,并把一個晝夜輪回定義為一天時間,以后逐步認識到這是地球自轉(一種事物)的表現(xiàn)。再有,人們從春夏秋冬、日月星辰輪回現(xiàn)象的背后認識了地球在繞太陽公轉這一事物,并把地球公轉一周的過程定義為一年時間。不僅如此,人們還把一天劃分為24小時或者12時辰,把一年劃分為4個季節(jié)、12個月份等等。人們還拿一年時間與一天時間的長短進行了比較,以1年時間(地球公轉一周的過程)來對應大約365天。
通過對時間單位“天”和“年”的分析可以看出,人們對時間的認識其實是圍繞著各個(種)事物的存在過程進行的。時間概念是人們在認識事物的基礎上,對事物的存在過程進行定義、劃分和相互比對而逐步形成和完善的。
事物的存在過程、狀態(tài)無外乎運動變化或靜止。運動變化的事物既可有空間上的位移,也可有形狀的改變,有的事物呈現(xiàn)出周期性的運動或變化,而有的則不明顯或者沒有。那些具有明顯周期性變化的事物,其存在過程或階段,往往被人們用來作為衡量時間長短的依據(jù)。例如地球的自轉和公轉周期、單擺的運動周期、原子的震蕩周期等等。人們雖然由觀察事物的運動變化而建立起了時間概念,但這并不表明沒有運動變化就沒有時間或靜止對時間沒有意義。靜止狀態(tài)也是事物存在的一種形式,比如鉆石的分子結構這一事物在通常情況下一般是穩(wěn)定不變的,不然人們就不會說“鉆石恒久遠,一顆永流傳”。因此,不論事物是運動變化的還是靜止的,只要有事物存在就可以對其用時間來描述其存在過程,也就是時間概念里還應體現(xiàn)事物的靜止狀態(tài)這一面。僅僅把時間概念建立在事物的運動變化上是初步和片面的,若能進一步意識到靜止也是事物存在過程中的一種狀態(tài),將是人們在時間概念上的一個進步。
人們建立時間概念的一個基本目的是為了對時,即對各個(種)事物的先后次序或者是否同時進行比對。人們?yōu)榱朔奖阆嗷ラg的交流和活動,通常以一些具有標志**物的起止作為對時的標志。例如,以耶穌誕生的年份作為公元紀年的開始、以孫中山宣告中華民國成立的年份成為民國紀年的開始、以運動場上發(fā)令槍的聲音和煙霧就作為某項比賽的開始。
人們建立時間概念的另一個基本目的是為了計時,即衡量、比較各個(種)事物存在過程的長短。人們一般不以靜止事物的存在過程作為記時的依據(jù),這也許是長期以來人們將時間僅僅看作“運動的存在形式”的一個因素。人們通常選擇一些周期性運動變化較為穩(wěn)定的事物,以其運動周期作為計時依據(jù)。比如月相、圭表、日晷、機械鐘表、石英鐘、原子鐘等等,這些事物也就成為人們天然的或人工的計時器。計時器就是人們在一定條件下,通過某個(種)變化事物的存在過程(尤其是周期性的)來衡量其它事物存在過程長短的裝置。需要注意的是,任何計時器度量出的時間都是呈現(xiàn)其本身的存在過程,不一定代表其它事物的存在過程。雖然如此,人們還是可以在一定的條件下或通過一定的轉換,以某個計時器的運行狀態(tài)來描述其它事物存在過程的長短或所處階段。比如以大約365個地球自轉周期(天)來對應1個地球公轉周期(年)、以大約29.5天來對應1個朔望月、用秒表來測量運動員的成績等等。
由以上敘述可以看出,時間概念不應是人憑空杜撰出來的意識,時間概念來自于人們對各個(種)事物存在過程的認識,并通過歸納總結而產(chǎn)生。因此時間概念對應著客觀現(xiàn)實——事物的存在過程。人們除了對“東西”——以實物形態(tài)呈現(xiàn)的客觀事物,比如恒星、行星、分子、原子、細胞等認識以后可以產(chǎn)生了相應的概念,還可以對不是“東西”的非實物形態(tài)的客觀事實認識以后產(chǎn)生相應的概念。比如國際單位制中七個基本單位所對應的物理量:時間、長度、質量、電流強度、溫度、發(fā)光強度、物質的量,還有人們的空間、信息、意識等概念反映的也是非實物形態(tài)的客觀事實。所以,如果有人以時間不是“東西”為由,就否認時間概念的客觀性顯然是荒謬的。
人們不僅用時間來描述物質事物的存在過程,其它非物質事物的存在過程也可用時間去描述。比如說意識方面的,馬克思主義是何時產(chǎn)生的,又流傳了多久。
人們若是認識到了事物的存在過程是時間的本原,再給時間下定義就不是難事了。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量綱之一,人們統(tǒng)一以時間來衡量各個(種)事物存在過程的長短和次序,包括運動變化的快慢。
時間就是宇宙中的我們人類看不到的物質(以太)的流動,恒星或行星只是存在其中的懸著物,隨著其流動的方向而做著緩慢的運動,當向著以太流速相反的方向運動,并超越以太的流速時,時間就會加速,反之亦然。
物體在空間的運動,在另一物體看來,就是時間。時間不是靜止的,時間是一個動量。通常時間的流逝也稱為時間,那么,時間就是物體在空間的運動,時間就是運動。
如果時間就是運動,那么任意運動的物體都能表示時間。
‘運動’就是時間怎么理解?運動指的是運動這種運動狀態(tài),包括勻速,變速,不論運動大,還是運動小,都是運動。物體的運動,在另一物體看來就是時間。物體的運動,當然是在空間的運動。運動上的任一點也就是在空間上的一點。物體的運動,在另一物體看來,任意截取運動的一點,就是時刻。時刻就是物體在空間的位置嗎。截取運動的任意兩點就是時間段。物體從一點運動到另一點,在另一物體看來就是時間從某一時刻運動到另一時刻。
所謂的時間的流動,流逝,就是物體的運動。時間從某一時刻到另一時刻就是物體從某一點運動到另一點。時間流逝的過程就是物體運動的過程。
鐘表能夠表示時間,因為,鐘表是一種運動,這種運動在另一物體看來就是時間。為什么能夠用運動大小不同的物體當作鐘表?因為運動在另一物體看來就是時間,與運動大小無關。任意截取運動上的兩點,在另一物體看來就是時間段,運動的大小決定的是這兩點間時間段的大小。
至此得出:‘物體的運動,(在另一物體看來,)就是時間[1]’。
最廣泛被接受關于時間的物理理論是愛因斯坦的相對論。在相對論中,時間與空間一起組成四維時空,構成宇宙的基本結構。時間與空間都不是
愛因斯坦
愛因斯坦
絕對的,觀察者在不同的相對速度或不同時空結構的測量點,所測量到時間的流逝是不同的。廣義相對論預測質量產(chǎn)生的重力場將造成扭曲的時空結構,并且在大質量(例如:黑洞)附近的時鐘之時間流逝比在距離大質量較遠的地方的時鐘之時間流逝要慢。現(xiàn)有的儀器已經(jīng)證實了這些相對論關于時間所做精確的預測,并且其成果已經(jīng)應用于全球定位系統(tǒng)。另外,狹義相對論中有“時間膨脹”效應:在觀察者看來,一個具有相對運動的時鐘之時間流逝比自己參考系的(靜止的)時鐘之時間流逝慢。
就今天的物理理論來說時間是連續(xù)的,不間斷的,也沒有量子特性。但一些至今還沒有被證實的,試圖將相對論與量子力學結合起來的理論,如量子重力理論,弦理論,M理論,預言時間是間斷的,有量子特性的。一些理論猜測普朗克時間可能是時間的最小單位。
史提芬·霍金(Stephen.Haking)
史提芬·霍金(Stephen.Haking)
根據(jù)史提芬·霍金(Stephen.Haking)所解出廣義相對論中的愛因斯坦方程式,顯示宇宙的時間是有一個起始點,由大霹靂(或稱大爆炸)開始的,在此之前的時間是毫無意義的。而物質與時空必須一起并存,沒有物質存在,時間也無意義。
時間定義:人類在生活中總結出時間的觀念,其根源來自于日常生活中事件的發(fā)生次序。當然人們在生活中得到的絕不僅僅是事件發(fā)生次序的概念,同時也有時間間隔長短的概念,這個概念來源于對兩個過程的比較——比如兩件事同時開始,但一件事結束了另一件事還在進行,我們就說另一件事所需的時間更長。這里我們可以看到,人們運用可以測量的過程來測量抽象的時間。
在物理學中也是類似,時間是通過物理過程來定義的,首先在一個參考系(要求是慣性系,或者是非慣性系,但過程發(fā)生的空間范圍無窮?。┲?,取定一個物理過程,設其為時間單位,然后用這個過程和其他過程比較,以測定時間。
但測量時間(即上述比較過程)必須有同時性概念。過程開始有一個同時性問題,過程結束也有一個同時性問題——最簡單的例子:我們要求運動員在發(fā)令槍開槍同時起跑,同時計時員開始計時,并在運動員抵達終點線時計時員必須同時停止計時。
這個問題具體見各類相對論書籍。同時性問題,使得古典牛頓力學、狹義相對論和廣義相對論有著不同的“時間”。直觀概念告訴我們:任何人在事件是否同時上是可以達成一致意見的(也許某些人會欺騙別人,造成類似偵探或政治中的情形,不過這是人類“高智商”的表現(xiàn),我們完全可以用測量用的儀器來代替:),所以我們之后不說人,而說觀察者)在相對論中,觀察者的運動狀態(tài)引起同時性的變化,或者說觀察者1以v1運動,認為同時的兩件事,以v2運動的觀察者2可能會認為不同時——這導致時間測量的相對性。
從數(shù)學上說,古典牛頓力學中時間參數(shù)只有一個,所有參考系共享此時間參數(shù)。這其實就是假設所有參考系,所有空間位置可以共享同一個同時性定義。
而狹義相對論認為不同參考系就不同時了,即不同參考系有各自的時間參數(shù)t,其間關系由洛倫茲變換決定。廣義相對論認為不同地點也會不同時,廣義相對論中關于時間有比較復雜的內容,參見廣義相對論書籍。
當然請注意:嚴格說這不是簡簡單單的“認為”,而是基于兩個假設:狹義相對論是光速不變原理。廣義相對論是引力本質為時空彎曲等。而這兩個假設得到了實驗的廣泛驗證。