天天都在說時間,那你們知道時間究竟是什麼嗎?

2020-11-20 紫微星痕

宇宙是所有時間、空間與其包含的內容物所構成的統一體。

1000多年來,人們一直都在尋找這個問題的答案。比如,在古希臘,時間的定義問題對哲學家的困擾更甚於對數學家的困擾。在伽利略的偉大發現之後,牛頓把時間最終定義為數學上的量。但是,這位偉大的英國科學家認為,時間是一個被神秘氣息所覆蓋著的客體,因為時間獨立於任何物體,在一切之上,是絕對的。時間與聖人是如此接近,以至於上帝被比為一座鐘。


愛因斯坦認為,時間一點也不像是大自然裡的一條「自由自在的狗」,而是一個實實在在的尺度。即使在今天,我們仍然不能像定義任何一個實際的事物那樣給時間下一個定義。我們可以度量時間,但不知道時間是什麼,並且還把「時間」掛在牆上或者帶在手腕上。根據愛因斯坦的相對論,我們知道時間可以延長或是縮短。這就是物理學家為什麼把時間簡單地用作確立事件的序列,並且用時間標記它們。比如人的生日或食品的保質期等。

那麼問題來了他們究竟是怎麼測量時間的呢?

時間該如何的問題難倒科學家們,不過,這並不是說沒有辦法。我們沒辦法的是直接暴力定義出時間。但是定義也有很多辦法,其中有一種就叫做:測量定義法。意思是,雖然我們沒辦法定義時間具體是什麼,但是我們能測量它。而時間恰恰就符合這個特質,一晝夜,月球運動一周等等其實都是測量。而從這些測量方式來看,我們可以這樣定義時間。

比如:你現在用到的手錶,就是靠周期性振動來實現計時的。

物理學

其實自然科學中的各個學科,對於時間的使用都是依賴這樣的方法。不僅如此,這樣的定義方法,使得時間和運動聯繫起來。周期性的變化,說白了就是周期性的運動。也正是回歸到了時間的測量定義法本身,愛因斯坦提出了狹義相對論

為什麼這麼說?說白了,狹義相對論其實就是在說運動對於時間和空間的影響。狹義相對論中那些讓一般人感到十分奇怪的結論,比如:時間膨脹。說的就是,高速運動狀態下,時間會發生膨脹。再比如:尺縮效應,說的就是高速運動狀態下,空間也會發生變化。以下就是0.1倍光速,0.8倍光速和0.95倍光速的情況:

所以,愛因斯坦通過光速不變原理和相對性原理,統一了「時間」和「空間」,他認為:

時間與空間一起組成四維時空,構成宇宙的基本結構。

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