光線本身存在時間嗎？光子上的時間是否靜止？
2020-09-10 科學認識論首先我們需要劃分一下對時間的分類，這篇文章只闡釋物理學上的時間。如果你是唯心論者，那麼可能會感到突兀。
在物理學上，時間是真實存在的，這不為人的意志而改變。
事實上，很多人並不理解時間的概念，他們只是用粗略地用生活經驗度量時間，並認為時間只是人腦抽象出的一種概念。這種思想極易產生這樣的疑問：宇宙大爆炸之前經歷了多久？
甚至連哲學家康德也犯這樣的錯誤，康德在四組二律背反中提出來如下的正反命題：
正命題：如果宇宙有一個開端，那為什麼它在開端之前需要等待無限的時間？
反命題：如果宇宙存在了無限久，那為什麼達到此時此刻需要無限的時間？
康德的這一組二律背反取決於絕對時空觀。而霍金告訴我們：談論宇宙大爆炸之前的時間沒有意義。
誠然如此，時間是對物質變化的度量，從宇宙大爆炸開始，宇宙誕生了物質，物質不僅有質量的屬性，也有運動是屬性。靜止的物質永遠只是相對的，而運動的物質才是絕對的。比如原子核外的電子出現在某一位置完全是隨機的，真空中一直存在正反粒子對的產生和湮滅，宇宙中沒有絕對靜止的事物。
大爆炸之後物質總是在運動，運動帶來了變化，物質的變化就是用時間來度量的。宇宙大爆炸之前沒有物質，沒有變化，所以就沒有時間。或許人的意識無法理解「沒有時間」，所以總是想用因果觀理解宇宙大爆炸之前的樣子，就比如問南極之南是什麼一樣，這種沒有定義的事物是沒有意義的。
你可以認為時間是人腦的抽象概念，但是你不能否認時間的本質是物質的運動體現。時間只是一個名詞，這個名詞對應的意義是物質的運動。所以從這點來說，時間是不為人的意志而轉移的。
曾經有人問我「力是真實存在的嗎？力是人發現的，還是發明的一種概念」。
事實上，力這個詞的確是發明的，而力的本質是物質的相互作用，是客觀存在的。所以，物質的相互作用是發現的，只不過給「物質的相互作用」起個簡單的名詞代替之則為簡便一點，這個詞就是「力」。所以一般認為「力」是發現的更為合適。
現在搞清楚了物理學上時間的概念，那麼我們就進入到更深的知識面
在經典物理學中，時間是絕對的，均勻地流逝著，不受物質運動的影響。宇宙中所有的角落和地球共享同一套「時鐘」。
1905年，狹義相對論橫空出世，我們才明白宇宙並沒有統一的時間度量衡。相對運動快一點的天體時間就過的慢一點，反之則時間就快一點。這時候我們已經知道時間的流逝和物體的運動速度密切相關。
1916年，廣義相對論正式發表。這時候我們除了知道運動會影響時間，還知道了質量也會影響時間。質量大一點的天體，其周圍的時間流逝會比質量小一點的天體過得慢。
在很多科幻電影中，我們可以看到太空人為了進入到未來，會駕駛飛船在黑洞視界外溜達一圈再回來。
黑洞的大質量更顯著地扭曲了周圍的時空，太空人在這種極度扭曲的時空內停留，其時間相對於地球來說就慢了很多。可能在黑洞周圍停留一天，再回到地球已經是一千年後了。黑洞周圍時間流逝的快慢程度取決於黑洞的質量大小和距離黑洞視界的位置。
通過學習上面的知識，我們已經明白了宇宙中沒有統一的時間量度。
那麼我們該如何定義時間呢？
相對論給出的答案就是利用參考系，通過參考系我們就可以建立起局域的時間體系。
比如地球上的時間流逝幾乎是一樣的，這是由於我們統一用太陽和月球作為參考系。
但是有人會質疑到：宇宙沒有統一的時間概念，那為什麼科學家可以計算出宇宙的壽命為138.2億年呢？138.2億年難道不是統一時間概念嗎？
這是由於宇宙空間一直在膨脹，那麼在越來越早的過去，天體之間的距離就是在收縮，直到縮小到一點。所以宇宙中所有的天體有統一的起點，從這個起點上就可以構建出出宇宙壽命的「通用」時鐘。
光線本身存在時間嗎？
我不能給出具體答案，因為時間對於光來說沒有意義。
我們目前對時空關係的認識取決於狹義相對論。而狹義相對論的基本公設來自於麥克斯韋的光速不變的理論預言。
光速永恆不變意味著不管是什麼樣的觀察者，看到的光速都是一樣的。如果你要測量一個手電筒發射出的光子上的時間流逝情況。
那麼你就必須和光子保持同樣的速度觀測它，但是狹義相對論的推理是：有靜止質量的觀察者運動越快，質量就越大，所維持加速運動的能耗就越大，當你越接近光速運動時，需要的能量就越多，甚至用上全宇宙的能量都不足以把你加速到光速。所以理論上是不允許你觀察光子上時間流逝的情況。
拋開理論，在純思想上你可以想像：如果你作為觀察者達到光速，並觀察到光子，那麼你和光子就保持相對不變了，所以你看到的光子就是靜止的。那麼你得到的結論就是：光子沒有時間或者說時間靜止。
但是這種純思想上的實驗依舊會產生悖論。因為當有靜止質量的你達到光速，那麼相對論就土崩瓦解了，光速不變就錯了，那麼你還在用相對論的知識體系理解光子的時間流逝就毫無意義了。
時間並不適用光，光沒有時間概念。
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