最早的時間測量的目的是對自然界周期的觀測,使用白天到黑夜和季節到季節的變化模式來建立日曆。同時也有像手機手錶那樣的精確到秒的時間「測量」。 但是,我們要測量的到底是什麼? 時間是存在於身體上的東西, 還是僅僅存在於我們的腦海中?起初答案似乎很明顯 ,當然時間是存在的。 它不斷地在我們周圍展開, 很難想像沒有它的宇宙。
但是由於愛因斯坦, 我們對時間的理解變得越來越複雜。他的相對論告訴我們,時間在每個 人身上流逝,但對於處於不同情況下的人,例如那些接近光速行進或繞著超大質量黑洞運行的人,時間的流逝並不總是相同的。愛因斯坦通過將時間與空間結合來定義時間,從而解決了時間的延展性問題。時間可以彎曲,但行為方式一致,可預測。
愛因斯坦的理論似乎證實了時間是編織在宇宙的結構之中的。 但是有一個大的問題,它沒有完全解決: 為什麼我們可以在任何方向上穿越空間, 而只能在一個方向上穿越時間呢?無論我們做什麼,都不能回到過去,過去總是固執地拋在我們後面。 這被稱為時間之箭。
當將一滴食用色素滴入一杯水中時,我們本能地知道該色素將飄出, 最終充滿了玻璃。 但是相反的情況會發生嗎? 在這裡,我們認為時間在向後發展。我們生活在食物色素在水中擴散 的宇宙中, 而不是食物色素聚集在其中的宇宙中。
在物理學中,這是由熱力學第二定律描述的,該定律說系統隨著時間的流逝會變得無序或熵化。我們宇宙中的系統從無序到無序, 而正是宇宙的 這一特性決定了時間的方向。
因此,如果時間是這樣的基本屬性, 那麼它應該在我們描述宇宙的最基本方程中,對嗎?目前,我們有兩組控制物理的方程。廣義相對論描述了非常大的事物的行為,而量子物理學則解釋了非常小的事物。
時間可能只是由於我們對宇宙的感知方式的局限性而產生的某種幻覺嗎?我們尚不知道,但這也許是錯誤的思考方式。 與其問時間是否作為基本屬性存在,不如說它可以作為Emergent屬性存在。
Emergent屬性是指,在系統的各個部分中不存在,但在整個系統中確實存在的事物。每個單獨的水分子沒有潮汐, 但整個海洋都有。
電影通過使用連續變化的靜止圖像來創造時間的變化。足夠快地翻轉圖像,我們的大腦就會從靜止圖像序列中感知時間的流逝。電影的單個幀都不會改變或包含時間的流逝, 但這是由片段如何串在一起產生的。運動是真實的,但也是一種幻想。 時間物理學會以某種方式錯覺嗎?
物理學家仍在探索這些問題以及其他問題, 因此我們離完整的解釋還很遙遠。至少目前是這樣。