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大海

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时间是什么?(1)  

2012-02-20 08:42:55|  分类: 奇点张量 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  时间是什么?(1)

有人认为时间就像一根橡皮筋,连续而有弹性,而有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。时间是什么,时间这个如此不规则的尺度是如何作用的。

  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。

  十几年前,科学家大卫·芬克勒斯坦因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。(待续)

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