发新帖  新投票  回帖  关闭侧栏
5629个阅读者,29条回复 | 打印 | 订阅 | 收藏
隐身或者不在线

发表时间:2005-1-12 21:18

科学世界:时间究竟是什么[转帖]



八脚弟 发表在 科学探索 华声论坛 http://bbs.voc.com.cn/forum-148-1.html


  有人认为时间就像一根橡皮筋,而其他人认为它是间断性的。如果时间曾经有过开端的话,那就要追溯到160亿年前。让我们一起去看看时间是什么,时间这个如此不规则的尺度是如何作用的。
  
  编译/王宝泉
  
  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。
  




----------------------------------------------
所有关于你的记忆,都依然清晰,都不忍抹去~~
隐身或者不在线

回复时间:2005-1-17 16:30
时间就是TIME
TIME 就是时间




----------------------------------------------
狠狠的抽完这根烟

发誓不再为了想你而失眠

但烟雾却弥漫出你的脸

弥漫出那一段从前

狠狠的抽完这根烟

为何对你的思念却燃烧不完全

如果可以再选择一遍

我还是会待在你身边 让你骗
隐身或者不在线

回复时间:2005-1-17 20:51
时间起始于大爆炸的奇点,莫非黑洞就是作为对应的另外一个奇点?所以黑洞就成了时间的终结,进入黑洞就能穿越时间?呵呵,我感觉我也可以去写科幻小说了,不过我得考虑人们在穿越时间之前如何先不被黑洞所撕裂~~~~[em01][em01][em01]

隐身或者不在线

回复时间:2005-1-17 20:52
时间是人规定出来的




----------------------------------------------
生死关 我两肋插刀 情义何价 豪情比天高 念奴娇呀 只为你一笑 千古风流一肩挑 为知己一切可抛 冲冠一怒犯天条 红颜增白发 痴心却不老 问英雄何事难了 笑看人间 过眼烟云 空呀还是空 千金已散尽 梦还是梦 将尽酒 醉卧红尘 休呀几时休 沧海瞬间 劝君莫忧 一肩担尽千古愁
隐身或者不在线

回复时间:2005-1-19 22:15
我们正在浪费时间




----------------------------------------------
戒是般若的事相
是般若的方便
定是般若的资粮
菩提涅槃即般若
隐身或者不在线

回复时间:2005-1-20 13:23
时间神奇的东西!!
好帖!!!

隐身或者不在线

回复时间:2005-1-23 00:52
我也不知道时间是什么,我只知道我在浪费这东西``````




----------------------------------------------
我们的官员虚假伪善,贪婪腐败;
我们的人民斗志涣散,对国家福利漠不关心;
我们的青年颓废堕落,不负责任;
我们的成年,淫邪险恶,而又愚昧无知;
有钱人纵欲放荡,花天酒地;
而穷人就这样潦倒于社会黑暗之中。

                ————1934.蒋介石.
隐身或者不在线

回复时间:2005-2-7 16:47
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。所谓持续性,包括了过程的因果性和不间断性;所谓不可逆性,则指过程能重复但不可能返回过去的性质。

时间是一种客观存在。时间的概念是人类认识、归纳、描述自然的结果,其本意原指四季更替或太阳在黄道上的位置轮回,《说文解字》曰:时,四时也;《管子·山权数》说:时者,所以记岁也。随着认识的不断深入,时间的概念涵盖了一切有形与无形的运动,《孟子·篇叙》注:“谓时曰支干五行相孤虚之属也。”可见时是用来描述一切运动过程的统一属性的,这就是时的内涵。由于古代人们研究的问题基本都是宏观的、粗犷的、慢节奏的,所以只重视了“时”的问题,后来因为研究快速的、瞬时性的对象需要,补充进了“间”的概念,于是,时间便涵盖了运动过程的连续状态和瞬时状态,其内涵得到了最后的丰富和完善,“时间”一词也就最后定型了。

目录
1 物理

2 时间的单位

3 天文学

4 哲学

5 文学

[编辑]
物理
目前最先进的关于时间的物理理论是阿尔伯特·爱因斯坦的相对论。在相对论中,时间与空间一起组成四维时空,构成宇宙的基本结构。与空间一样,时间不是绝对的,根据测量仪器的相对运动以及测量点的时空结构,所测量到的时间的流逝是不同的:一个相对来说运动中的测量仪器测量到的时间流逝比一个相对来说不动的测量仪器测量到的时间流逝要慢。同样,质量所造成的重力场扭曲时空的结构,所以在大质量附近的测量仪器测量到的时间流逝比在离大质量较远的地方测量到的时间流逝要慢。相对论对时间所做的预言在现有的仪器精密度下都被实验所证实了。

就今天的物理理论来说时间是连续的,不间断的,也没有量子特性。但一些至今还没有被证实的,试图将相对论与量子力学结合起来的理论,如量子重力理论,弦论,M膜论,预言时间是间断的,有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。

从人类的开始人们就知道时间是不可逆的,人出生,成长,衰老,死亡,没有反过来的。玻璃瓶掉到地上摔破,没有破瓶子从地上跳起来合整的。从经典力学的角度上来看,时间的不可逆性是无法解释的。两个粒子弹性相撞的过程顺过来反过去没有实质上的区别。时间的不可逆性只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。热力学第二定律说在一个封闭的系统中(我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统)熵只能增大,不能减小。宇宙中的熵增大后不能减小,因此时间是不可逆的。

[编辑]
时间的单位
时间的基本国际单位是秒。它现在以铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。

[编辑]
天文学
最早研究时间的科学不是物理学,而是天文学。天文学的一个最重要的任务就是测量时间,从确定日的长短,四季的变化,到制定历法。在中国和在西方一样,制定历法的需要是推动天文学理论发展的重要因素之一。

今天的天文学已与历法或时间测量毫无关联了,但天文学观测对时间概念的发展依然非常重要。天体发出的光到地球上被观测到需要一定的时间。离地球越远的天体发出的光需要的时间也越长,因此对宇宙越远的地方的观测也是对宇宙越古老的时间的观测。现在最被公认的宇宙学理论(宇宙大爆炸理论)认为时间与空间和宇宙内的质能一样是在140亿年前产生的。目前的天文学观测估计宇宙的扩展是没有尽头的,因此时间也应该是没有尽头的。

[编辑]
哲学
什么是时间?时间是物理的,还是心理的?对时间的感受是绝对的,还是相对的?时间真的是不可逆的吗?时间有开始和结束吗?这些问题似乎都是物理或天文的问题,但哲学作为世界观的理论无法避免对世界上最基本的一个现象--时间,做类似的考虑。 因此对时间的考虑也始终是哲学的问题。

[编辑]
文学
在文学中,时间的流逝和不可逆性是一个古今中外一再提到的内容。

光阴似箭,日月如梭,这句成语既体现了古人对时间的最直接的领会:日与夜,光与阴,的交汇,也体现了古人对时间不可逆性的认识以及对此的感慨。

时间旅行在科幻小说中是一个热题。

这就是时间




----------------------------------------------
张华考上了北京大学;李萍进了中等技术学校;我在百货公司当售货员:我们都有光明的前途。”——《新华字典》1998年修订本p673……
隐身或者不在线

回复时间:2005-2-9 20:07
曾经以为时间是确实存在的,可是自身亲自经历了时空隧道后我才发觉时间根本不存在,那都是人为了自己而人为出来的东西!




----------------------------------------------
爱是生命的火焰,没有它, 一切变成黑夜!
隐身或者不在线

回复时间:2005-2-9 21:46
楼上的亲身经历了时空隧道?请问我们如何也能经历呢?[em04][em04]

隐身或者不在线

回复时间:2005-2-11 10:56
好難懂的東東




----------------------------------------------
愛是什麽,我不知道, 我不懂永遠,我不懂自己。
愛是什麽,我還不知道,誰能懂永遠,誰能懂自己
隐身或者不在线

回复时间:2005-2-13 15:06
谁要能全释时间是什么,他恐怕现在不是坐在这里了。




----------------------------------------------
傻子偷乞丐的钱袋,被瞎子看到了。哑巴大吼一声,把聋子吓了一跳。驼子挺身而出,瘸子飞起一脚。麻子说:“看我的面子就算了吧。”疯子说:“就是,人要有理智!”
隐身或者不在线

回复时间:2005-2-24 14:24
时间是我得老婆,我要和她生崽,呵呵

隐身或者不在线

回复时间:2005-3-6 23:38
楼主辛苦了
支持

隐身或者不在线

回复时间:2005-3-8 16:20

以下是引用stander-by在2005-2-9 21:46:00的发言:
楼上的亲身经历了时空隧道?请问我们如何也能经历呢?[em04][em04]


这种事情如果人人都经历了,那么人类就不会有很多毫无科学依据的猜想了!
我非常痛苦地告诉你,兄弟,我也不想经历啊,可是大自然的那股超自然的力量我无法控制,我的命运由此改变,如果再给我一次生命的话,我可不想再经历时空隧道了,因为它使我丧失了将近十年的生命时间!




----------------------------------------------
爱是生命的火焰,没有它, 一切变成黑夜!
隐身或者不在线

回复时间:2005-3-8 20:12
谁知道啊!世界没个准!!




----------------------------------------------
人可以被毁灭,但不可以被打败。--海明威。★没有寒暄、客套、敷衍和渐入佳境这一套程序,劈头就是迭起的高潮。不管站着、坐着、斜躺着,都是一言堂。 http://hs.hnol.net/dispbbs.asp?boardID=89&ID=388552



隐身或者不在线

回复时间:2005-3-8 21:26
我已经浪费了20几年时间了!




----------------------------------------------
一般喜欢瞎扯蛋.扯完了还得打个屁.
隐身或者不在线

回复时间:2005-3-9 14:11

以下是引用夜火难熄在2005-3-8 21:26:00的发言:
我已经浪费了20几年时间了!


你可以具体说说吗?我看我们的经历是不是一样的!




----------------------------------------------
爱是生命的火焰,没有它, 一切变成黑夜!
隐身或者不在线

回复时间:2005-3-30 03:52
是啊,时间究竟是什么.不过别怪我太坦白,反正不是我




----------------------------------------------
亲日的看贴就别回了
隐身或者不在线

回复时间:2005-4-10 20:28
人,摆脱了肉体也就摆脱了时间。




----------------------------------------------
借我三千虎骑,复我浩荡中华!饮马恒河畔,剑指天山西;碎叶城揽月,库叶岛赏雪;黑海之滨垂钓,贝加尔湖面张弓;中南半岛访古,东京废墟遥祭华夏列祖。汉旗指处,望尘逃遁——敢犯中华天威者、虽远必诛!!!
查看积分策略说明快速回复主题
你的用户名: 密码:   免费注册(只要30秒)


使用个人签名

(请您文明上网理性发言!并遵守相关规定
   



Processed in 0.048243 s, 8 q - 无图精简版,sitemap,