什么是时间
中国人的时间观
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。在中国,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。由于中国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。
四维时空模拟图形[编辑]物理
目前最广泛被接受关於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。时间与空间都不是绝对的,观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点,所测量到时间的流逝是不同的。 狭义相对论预测一个具有相对运动的时钟之时间流逝比另一个静止的时钟之时间流逝慢。另外,广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构,并且在大质量(例如:黑洞)附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关於时间所做精确的预测,并且其成果已经应用於全球定位系统。
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。
根据史提芬·霍金(Stephen W. Hawking)所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式,显示宇宙的时间是有一个起始点,由大霹雳(或称大爆炸)开始的,在此之前的时间是毫无意义的。而物质与时空必须一起并存,没有物质存在,时间也无意义。
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。
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。
计时仪器
中国古代的计时仪器有太阳钟和机械钟两类。太阳钟是以太阳的投影和方位来计时,分别以土圭、圭表、日晷为代表。由于地球轨道偏心率以及地球倾角的影响,真太阳时和平太阳时是不一致的,机械钟应运而生,代表有水钟、香篆钟、沙漏。
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。
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
单单只是解释时间的概念其实很简单,时间只是人类为了测量事物变化的一个刻度尺,假如事物没有发生任何变化,那就不存在时间的概念
有趣的是从这个理论上说,时空穿梭是不存在的,因为你没法把已经发生改变的事物恢复到特定时间点的原状.
另外从微生物的角度看,很多微生物的生命周期非常短,如果它们也有时间概念,它们的一小时可能比我们一秒钟还短,再从宇宙的角度看,宇宙要是有时间概念,它们的一秒钟可能比我们一年的时间还长,所以我们的时间不够计算宇宙的时间时用上了光年
如果宇宙是大爆炸产生的,那么每个星球的自转可能都是爆炸碎片坠落前的旋转,只不过它们的时间概念和我们的不同,我们的生命周期无法看到它最后落地的结局