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  • 1 # 科學黑洞

    “四方上下曰宇,古往今來曰宙”這是對於宇宙最簡單也最本質的解答,宇宙就是時間和空間上的集合,除此之外還需要加上物質。在物理學上這就是研究宇宙最重要的三要素了:時間、空間、物質。其中空間我們能理解,物質也能理解,但是時間你真的理解嗎?

    日常生活中我們對於時間最直觀的認識就是:一年365天四季輪迴,年月日星期以及具體的時分秒,可以說時間和我們的生活息息相關。

    關於時間的本質實際上有兩種切入角度,我們可以從時間和物質之間的關係來討論。我們可以感覺到時間流逝根據的是什麼?首先舉一個例子,那就是食物的變質,因為時間的流逝食物放久了自然就腐敗壞掉了。其次就是每天八點起床九點上班,你會清晰地感覺到這一個小時飛速的流逝。我們判斷時間的流逝、時間的存在,是透過物質的變化,設想一下如果有一天所有的物質都不在變化不再運動,那麼你就感受不到時間的流逝了。實際上在這裡就可以簡單思考一下時間的本質,是因為時間的存在、時間的流逝才導致物質的變化?還是因為物質的變化才體現出時間的概念?目前科學家把時間看成一個宇宙的基本性質,是真是存在的,並不是因為物質變化而現象出來的。那也就意味著時間為根本,當時間流逝就控制著整個宇宙的物質變化。那麼未來某一天人類掌握了之間的奧秘,可以控制時間,那麼幾乎就控制了宇宙的一切。簡單理解就像是影視作品中的時間軸,你隨意去拉動就可以進行倒退、快速播放、慢速播放等等。

    但是我們看一個影視作品不用看時間軸可以透過畫面變化(物質變化)清晰的感受到時間的流逝。但本質上來說這些變化是在受著時間的控制。在日常生活中我們也無需去探求時間的本質如何,因為時間它就在那裡,我們只需要按時上班、按時下班、按時休息吃飯就可以了。

    在牛頓之前和之後的一大段時間裡,人們認為時間和空間就是絕對的,這就是牛頓正式提出來的絕對時空觀,這種思想即使到現在也是根深蒂固的存在著,當然這並不影響我們正常生活。但是從科學上來考慮,每個人的時間可能是不同的,這就是愛因斯坦提出的相對論。

    狹義相對論認為:時間的流逝速度和物體的運動速度有關,速度越快時間流逝速度越慢。尤其是當接近於光速的時候,這種效應越加明顯,以無限接近於光速的速度飛出地球一分鐘(飛船中的時間),那麼在返回發球後可能就是千年萬年滄海桑田了。也就是說你過了一分鐘地球上過了一萬年。廣義相對論認為:時間的流逝速度和時空彎曲的曲率有關,簡單來說就是和引力大小有關,引力越大的地方時間流逝越慢。例如在《星際穿越》中,主角一行人去到一顆新的行星,在那裡的一小時等於地球上的七年。就是因為新行星繞著超大質量黑洞公轉,引力較大。

    時間還有一個很獨特的性質那就是單向性,時間都是有方向的。從心理學上來考慮,我們只能記住過去發生的事情,而不是未來。未來的事情如何我們無法預測。從熱力學的角度來考慮,時間的方向就是宇宙熵增的方向,破鏡是無法重圓的,覆水也是收不回來的。時間是一個既古老又永遠不會過時的話題,期望未來人類文明可以更好的瞭解時間的本質,這絕對是一把開啟宇宙奧秘的鑰匙。

  • 2 # 科學船塢

    “時間”陪伴了人類文明很久,最初人類是如何認識時間的呢?很簡單,就是事物運動的變化,比如月亮的陰晴圓缺,河流的泛濫週期、春夏秋冬、恆星的位置變化等等,古人看到這些事物的變化都有周期性,那麼用什麼來表示這種週期性的,也就是時間了,從這方面來看,時間只是一個名詞,它代表了事物的變化順序,沒有其它更深的含義了。

    一棵小樹苗長成了參天大樹,嬰兒慢慢地長大成人,放久了的蘋果慢慢地變爛,這些都體現出時間在向前進,無法回頭了。一直以來,人們日常生活中所用到的時間,我們都認為它是單方向的,只能向前進,無法後退。但是科學誕生之後,物理學定律中的那些公式,用t來代表時間,可是即便是將t改為-t,那些公式的形式並不會發生變化,好像時間是可逆的了。

    時間到底是可逆的還是不可逆的,直到熱力學第二定律問世以後,時間的方向被一個物理名詞固定住了,它就是熵,熵增的方向就是時間的方向,又由於熵無法自發的減少,它只會增加,所以時間是不可逆的。簡而言之,時間的箭頭就是熵增的箭頭。

    什麼是熵?

    我們可能多次看到過這個名詞了,熵代表的是一個體系混亂程度的度量,通俗點說,就是有序熵值就低,無序熵值就高。打個比方:一個完整的瓶子放在桌子上,此時熵值是低的,但是當你把瓶子打碎在地上,此時熵值變高了。再打個比方:一間教室中擺滿了凳子,但是凳子上都沒有序號,眾多的學生都站在擁擠的屋子裡,不知道坐在哪裡,這個體系就顯得很混亂,熵值很高。之後講師給每個學生都發了序號,學生按序號就座,此時體系就變得有序了,熵值降低。

    在熵增定律也就是熱力學第二定律沒出現之前,在物理學定律中,描述一個物體的運動狀況時,無論你是將t還是-t代入公式中,公式都沒有變化,也就是說,無論是將一個物體的運動情況正著看還是倒放著看,都是不妨礙計算的,物理定律都是適用的,但是當熵增定律出現之後,時間就有了方向了,熵增為它規定了方向。

    為什麼會存在時間呢?時間到底是什麼?

    狹義上來說,我們需要時間,廣義上來說,時間本身就存在,不是我們定義它存在它才存在的,而是它本身就存在於宇宙中,在宇宙大爆炸伊始它就存在了。在愛因斯坦的時空觀中,宇宙是四維的,包含了時間與空間,時間與空間是宇宙的基本結構。

    時間是不可逆的,在眾多的科幻幻想中常常這樣設想,時間會不會倒流呢?答:時間是不會倒流的,在數學中可行,但是在現實的物理宇宙中不可行。

    關於時間到底是什麼這個問題,不好回答,說它是物吧?你看不到它也摸不到它,說它不存在吧?你又覺得它始終都存在,且存在於任何一個角落,時間最不好定義了。我們只需要知道,時間是存在的,時間有方向,時間是宇宙的組成部分就可以了。

  • 3 # 大德說健康

    時間是一個神秘的概念。現在宇宙理論的發展認為,宇宙大爆炸之前是沒有時間的。從時間的產生開始,時間概念產生的原因就是我們所處的世界存在於不斷運動變化之中。為了認識和了解變化的空間,人類產生了時間的概念。用時間記錄運動的狀態和形式。一個特定的運動狀態就決定了一個特定的時間。

    時間是一個物理量,可以測量其長短,一般最小單位是秒,但是時間是看不見摸不著的。科學是以測量物體的變動來代表時間。譬如,測量地球繞太陽公轉一週的變動作為一年的時間,地球自轉一圈的變動作為一日的時間,鐘擺擺動一次的變動作為一秒的時間。等等,沒有一個例外,全部以物體的變動來代替時間。

    不同的運動狀態決定了不同的時間。冰封使他們的生命運動接近了靜止。而常人的生命運動仍在繼續,即冰封使他們的時間以極慢接近停止的速度流逝。而常人的速度沒變。這樣就導致世界過了很多年,而他們卻仍保持著當年的生命狀態。我們可以分割自己的生命狀態從而分割自己的時間。

    因此,時間來自於運動,不同的運動狀態決定了不同的時間。

  • 4 # 宇宙世界村

    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。

    根據狹義相對論,衛星運動越快,衛星上的時鐘也就走的越慢。而根據廣義相對論,地球軌道上的衛星引力勢能較高,鐘錶又比地面上的鐘表走得更快。這兩個效應綜合比較之後,就可以計算出衛星上的時鐘與地面時鐘的誤差。由於相對論效應,我們就需要對GPS上的原子鐘不斷校準。如果不校準的話,衛星導航就沒法用了。

    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,如此迴圈往復。

    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。

  • 5 # 霜葉9975

    地球公自轉就存在時間,它不轉就不存在時間(轉才有你提問,不轉就無人類等了),人造出這度量名詞叫時間用作量化地球公轉太陽一圈為一年,自轉360度一次為一天,而後再分細的量化單位直致小到微微秒,,,人造的,不要以為好神秘,同重量等量化單位性質一樣的。

  • 6 # 承椿888

    不同的宇宙理念,對時間認識不同,理解不一樣。

    宇宙自身無始終,本體無限,生命力永恆。內涵固有永恆永生不滅的時,空,物,靈。

    所以時間固有,沒有開創之時,沒有結束之日,只有流失,沒有返回。

    所以無體形,無體貌,無體態,無體狀,無體積,無體重,無味道,無味覺,又透明,純屬虛。人們肉眼看不見,手摸不到,存在隱形世界裡。個人認識供大家參考。

  • 7 # 刀刀見骨

    時間是人類為了有次序的記錄世界一切物質的共同變化所擬定的一個概念。不具有具體物質形態。只是記錄所有物質的變化。

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