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  • 1 # 使用者3128088770063

    現在設想2輛汽車在時空平面上運動,汽車的里程錶作為時鐘的讀數。

    在牛頓時代,不管2輛汽車沿著怎樣的路徑運動,當2輛汽車相遇時,里程錶的讀數都是相同的,所以,可以認為有一個跟汽車無關,跟汽車運動路徑也無關的,叫做“時間”的東西存在,這是一個絕對的普適的東西。

    但是到了相對論時代,汽車的里程錶讀數變得跟汽車的運動路徑有關了。這個結果不需要多解釋,也是容易理解的,符合日常生活經驗的。不容易理解,匪夷所思的,反而是牛頓的絕對時間。但這樣一來,因為不再有一個絕對的普適的“時間”存在,原先語言中的“時間”這個詞語就需要變一下了。

    首先,每輛汽車都有它自己的里程錶讀數,這個讀數,可以命名為“個性化的本體時間”。既然是個性化的,那你的汽車讀數跟我的汽車讀數是沒必要一樣的。

    其次,每個時鐘或者里程錶,度量的永遠只能是時空中的一條曲線(鐘錶或者汽車的運動曲線),對於曲線之外的那些時空點,其時間空間座標,是無法用物理的方式來測量的。

    最後,曲線外的時空點雖然無法直接測量其時間空間,但是可以透過數學的方式來推演。同樣假設2輛汽車,其中一輛汽車保持靜止,在時空中,這輛汽車只沿著時間軸運動,其里程錶度量了時間的流逝。 另外一輛汽車以超光速運動,並且每到達一個地點就發射一個電磁波訊號給靜止的汽車。

    靜止的汽車根據接收到訊號的時間,再根據發射訊號的空間點,是可以從數學上推算出每次發射訊號的時間點跟空間點的。

    推演出的這個時間,可以命名為“參照系的座標時間”。這種數學推演是必要的,因為有了數學的座標,才方便用數學的工具來分析物理的過程。

    很明顯,“個性化的本體時間”是對應一個物理上的鐘表或者里程錶的,而“參照系的座標時間”僅僅是數學推演的一個數學結果。

    超光速引起時間倒流,說的是在靜止汽車的座標系下,運動汽車發射訊號這個事件的“參照系的座標時間”在由大變小,運動汽車自己里程錶的“個性化的本體時間”其實還是由小變大的,並不會出現電影裡的時鐘倒轉的現象。

    所以,歸根到底,題主問這個問題,並不是物理老師或者數學老師沒教好,而是語文老師教錯了。只要在語文教學中,把“時間”這個名詞分拆為“個性化的本體時間”和“參照系的座標時間”就沒那麼多混淆跟困惑了,這是一個語言學的問題,而不是一個物理學的問題。

    ----------------------原回答------------------------------------

    物理中有2個時間,一個是相對的時間,一個是絕對的時間。

    一個人在地面上往前走了1米,前後2個事件的空間距離為1米。但是變換到這個人自身的參照系,2個事件的空間距離為0米。再換一個騎車人參照系,空間距離可以變為-1米。

    也就是說,對一個人來說向前的運動,換一個參照系,可以變為向後的運動。空間方向的相對性是大部分人都熟知的。物理中相對的那個時間跟空間其實並無太大不同,如果能理解空間的相對性,對應來理解時間的相對性就可以了。超光速引起的並不是什麼時空倒流,老年人變為年輕人,而是類似相對空間那樣,會改變時間的方向而已。

    再來說絕對時間。一個人從年輕變年老,年齡的變化是物理性的,所以年齡是一個與參照系無關的量,這個量可以視為絕對的時間。

    相對時間跟絕對時間什麼關係呢?

    還是拿空間來做比喻。在一個地圖上,畫出X座標跟Y座標,畫出一輛汽車的運動軌跡。汽車運動的起點和終點,間隔的X數值,就是相對時間。軌跡的實際長度就是絕對時間。

    座標選取的差異,會導致2點間隔的X數值不一樣,但是軌跡的長度跟你選取的座標系是無關的。

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