愛因斯坦曾說:其實時間並不存在。他到底想表達什麼深刻的洞見?

2021-02-08 鍾銘聊科學

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在坊間一直盛傳著一句愛因斯坦的話:其實時間並不存在,人類其實是被記憶欺騙了。如今,我們已經不知道這句話的出處到底是在哪裡了?我詳細查閱了愛因斯坦留下來的書、筆記、訪談錄,並沒有想到相關類似的描述。雖然我並沒有辦法直接下斷言說:愛因斯坦沒有說過類似的話。但最起碼,愛因斯坦是個物理學家,他要闡述的觀點應該和物理相關,所以,我們僅從物理學的角度來看理解一下這句話。不過,這句話也和愛因斯坦的時空觀不謀而合的,這也可能是為什麼很多人會認可這是他說過的。

不過,要了解愛因斯坦的時空觀,我們就得先從牛頓的絕對時空觀說起。

牛頓的絕對時空觀

其實古人很早就開始在思考時間和空間的問題。就拿我們中國的古人來說,戰國時期諸子百家中的尸佼就在他的著作《尸子》中寫到:下四方曰宇,往古來今曰宙。

意思就是說,宇代表空間,宙代表時間,宇宙就是時間和空間的集合。之所以會有這樣的觀點,其實是因為當時的人看對於時間的概念主要來自於宇宙。月球繞著地球轉是一個月,一晝夜就是一天。

近代科學之父牛頓,1687年發表他的著作《自然哲學的數學原理》時,就詳細定義了牛頓理論的時空觀。

牛頓認為,時間和空間是分離開的。時間就是時間,空間就是空間。空間更像是一個靜止的軀殼或者說是框架。而時間呢?時間是絕對的,也就是均勻流逝的,而且是單向的,只會流向未來。換句話說,牛頓認為,時間和空間是不受運動的影響,所有的時間和空間都是一致的。實際上,這種觀念是很符合我們的直覺的,而且也是現在大多數人比較能接受的時空觀。這也被稱為絕對時空觀。

相對論的時空觀

牛頓的時空觀後來被愛因斯坦所顛覆。這其實是由光速引起來的矛盾。麥克斯韋方程可以推導出光速的表達式,結果得到的是一個恆定不變的數值,這意味著在任何慣性參考下,光速都是不變的。

科學家想要調和牛頓理論和麥克斯韋理論,於是就提出,這可能是因為光相對於它的介質的運動速度,這個介質被稱為以太。科學家花了很長時間去尋找以太,結果都失敗了。於是,愛因斯坦基於麥克斯韋得到的光速結論,提出了光速不變原理,再假設伽利略變換,推導出了狹義相對論。

而最讓人無法接受的其實是相對論的時空觀。我們可以歸納為以下幾點:

時間和空間並不是分立的,而是緊密地聯繫在一起的,應該被並稱為時空,是一個連續體。時空並不是絕對的,而是相對論的,不同的觀測者所觀測到的質量、時間、空間長度都應該是不同的。

那我們該如何去理解這兩點呢?

舉個例子,假設你在地面上,你有個朋友開著高速的飛船從你頭上掠過。

如果他以0.1倍光速通過,那你看到的應該是下面這樣:

如果是0.8倍的光速你呢?這個時候,你所看到的飛船就會變扁,也就是說空間長度縮短了。這也被稱為尺縮效應。

如果達到了0.95倍的光速,尺縮效應就會更加明顯。

如果在牛頓的絕對時空觀下,無論飛船以多快的速度掠過,你所看到的的其實都一樣。

不僅是空間長度發生了變化,實際上時間也發生了變化,我們也稱為時間膨脹。具體來說是這樣的,還假設你的朋友駕駛的飛船是0.95倍的光速。這時候,如果他正在飛船做廣播體操,而你也在原地做廣播體操,這個時候,你看到的他,就是在做慢動作的廣播體操,同樣的,他看你也是在做慢速的廣播體操,而你們自己感受到自己做的廣播體操則是正常速率的。也就是說,他相對於你來說是件發生了膨脹,你相對於他來說,也發生了時間膨脹。這是因為你們之間的相對運動速度都是0.95倍的光速。

因此,不同運動狀態下,人們所感受到的時間其實是不同的。基於這樣的認識,我們再來舉個例子,如果你在地球上,而超遠處有個外星人,當外星人相對於你是靜止的時候,這個外星人的現在就是你的現在,如果外星人駕車遠離你,那他的現在就會是你的過去。如果外星人掉頭朝向你形式,那外星人的現代就是你的未來。也就是說,過去並沒有消失,未來其實也已經存在。這就好比放電影,任意時刻的劇情其實已經定下來了,只是你的運動狀態會決定你從哪裡,以什麼樣的速度開始播放。所以,從這個角度出發,或許那一句「時間並不存在」,也可以算是說的過去了。

相關焦點

  • 愛因斯坦曾說過其實時間並不存在,他到底想表達什麼深刻的含義?
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  • 愛因斯坦說:時間並不存在,人類其實是被記憶欺騙了!什麼意思?
    「時間並不存在,人類其實是被記憶欺騙了!」
  • 為什麼愛因斯坦會說:時間並不存在?
    很容易會被用來為某一句看似根本就不合理的話來背書,在網絡上愛因斯坦除了說過:時間根本不存在!還說過:宇宙中的一切都是設計好的。這兩句話都是無中生有或者是對愛因斯坦的一些思想的誤解。一切都是設計好的,關於這句話我之前也有做過解釋,那麼關於時間的問題,要是愛因斯坦認為時間不存在,那他又是如何統一時間和空間的呢?又是如何打破人類思想中固有的絕對時空觀的?
  • 愛因斯坦臨終前的一句話,引發眾人猜想,他到底想要表達什麼?
    那是一個碰撞的時代,那是一個百花齊放的時代,相對論和量子力學的出現,更是改變了人類數千年來固有的觀念,作為相對論的創始者愛因斯坦,也在歷史上留有盛名,然而就是這樣一位偉大的物理學家,在臨終前卻說出一句令人費解的話,引發眾人猜想,他到底想要表達什麼?愛因斯坦臨終前到底說了什麼呢?「一切都是安排好的!」
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    為何愛因斯坦會寫下「6-3=6」?想表達什麼?僅是一個錯誤等式愛因斯坦是一個偉大的物理學家,他在有限的生命中,為我們科技進步做出了巨大的貢獻。很多人都會記得他的著名的能量方程,但是在他一生的科研工作中,也有很多很少被人了解到的趣事,比如說,愛因斯坦曾經提出6-3=6這樣的一個等式。很多人看到這個等式都表示不理解,因為這個等式即使是小學生也能夠看得出來,是一個錯誤的等式。那麼寫下這個錯誤的等式,是因為他發現了什麼?這僅僅只是一個錯誤等式嗎?愛因斯坦想表達什麼呢?
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    時間是世界上最神奇的東西,我們無法感知到時間的存在,但是時間確實能夠在我們身上留下歲月的痕跡!通過一些工具,我們能夠「捕捉」到時間的流失,比如時鐘。或者說,對於沒有思維的物質而言,時間是否存在?愛因斯坦作為20世紀最偉大的物理學家之一,就認為宇宙本身並不存在單一的時間概念,之所以能感覺到時間是因為我們的記憶一直在「欺騙」我們!
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    作為上個世紀不朽的科學人物,愛因斯坦曾經說過,時間不存在,人類被記憶所欺騙。我們可能不了解這句話的深度,時間自古以來就受到人們的密切關注,它不是一個特定的東西,但它卻是一直陪伴著我們,我們年輕的時候也學過和時間有關的經文,難道時間真的不存在嗎?
  • 愛因斯坦:人死後到底還有沒有來世
    愛因斯坦這樣的大牛也曾介入死亡的研究,那麼他認為什麼是死亡?人死後是怎樣的世界呢?物理學家愛因斯坦小傳滿頭蓬鬆的亂發,或是拉著小提琴,或是搞怪地吐著舌頭,眼神中布滿了童真——這是愛因斯坦的畫像。可以說,愛因斯坦是世界上最有名的幾位物理學家之一,我們首先想到的就是愛因斯坦和牛頓。
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    不知道大家有沒有想過這樣一個問題,人類的命運和未來,究竟是無法改變的事實,還是會隨著人類每一秒的選擇,未來也在不斷變化呢?「時間」的概念是人類塑造出來的抽象概念,時間和空間是不可分割的整體。在網上流傳著愛因斯坦的這樣一句話「一切都是被設計好的」,愛因斯坦為什麼會這樣說,難道在他的理論中,宇宙的未來是被確定好的並且無法改變的事實嗎?
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    說來也奇怪,大部分的科學家在研究科學的同時,也信奉著神學,但在一般人看來,神學和科學是相互矛盾的,那麼,究竟是出於什麼原因讓科學家都迷信神學了呢?以生命起源為例,關於地球生命的來源,神學家認為生命是神創造的,萬事萬物都存在被神安排好的痕跡,而科學家則認為,萬物的起源都是存在因果的,用科學的角度去分析問題,人類最終就能解開生命乃至宇宙誕生的秘密。
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    戰火紛飛中,愛因斯坦進行著最後的衝刺。11月11日到18日的某一天——我們並不知道確切的時間——愛因斯坦輸入了水星的軌道參數和水星與太陽的最小距離,將光速帶入方程。當他完成了最後一步計算時,一個數字出現了。作者:胡月他凝視著結果。「很久以後,愛因斯坦試圖再次描述他第一次得到這個重大發現時的感受,但他做不到了。