時(shí)間是什么？

子在川上曰：“逝者如斯夫！不舍晝夜。”兩千五百年前，孔子以奔騰的河水比喻時(shí)間的流逝，勸諭學(xué)生珍惜光陰，進(jìn)學(xué)不已。

古人常常將河水比喻時(shí)間，因?yàn)楹铀粫?huì)倒流，時(shí)間也一樣。尺之碧玉，難換半寸光陰，足顯時(shí)間之寶貴。但古人始終沒有解釋時(shí)間的本質(zhì)，它究竟是什么？

時(shí)間如流水，逝者如斯！

1

時(shí)間是過程

時(shí)間是宇宙萬(wàn)物變化的過程，它既獨(dú)立于萬(wàn)物存在，又是世界不可分割的一維：三維的物質(zhì)，加一維的時(shí)間。

宇宙是世界萬(wàn)物及時(shí)空的總稱，它由無(wú)數(shù)星系、星球、星際間物質(zhì)與場(chǎng)、以及容納這些物質(zhì)的空間所組成。同時(shí)這些宏觀的物質(zhì)又都是由原子以及更加微小的微觀粒子所構(gòu)成。

我們仰望星空，可以看到宇宙中極小的一部分，它是不斷運(yùn)動(dòng)和變化著的。與此同時(shí)，那些我們看不見的微觀粒子和場(chǎng)也在不斷地運(yùn)動(dòng)和變化，所有這些變化的過程就是時(shí)間。

宇宙中有不運(yùn)動(dòng)且不變化的物質(zhì)嗎？到目前為止還沒有。

宇宙永恒，并且在不斷變化，這個(gè)過程就是時(shí)間

從宏觀角度看，地球上一切的物體，包括空氣和水都在不停地運(yùn)動(dòng)，動(dòng)植物在生長(zhǎng)，建筑和石頭在風(fēng)化，承載著這一切的地球在自轉(zhuǎn)并圍繞著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)與其它恒星一樣在不停燃燒并釋放能量；太陽(yáng)系在銀河系中飛速運(yùn)行；銀河系在更大的空間里運(yùn)動(dòng)，數(shù)十億年后它將與仙女座星系相撞；數(shù)十億光年外的星系正在飛速遠(yuǎn)離。它們的相對(duì)位置在發(fā)生變化。

正在逼近的仙女座

而在微觀世界，組成原子的電子繞原子核飛行；原子會(huì)振動(dòng)、衰變并向外輻射能量；光子、中微子和各種波充斥著空間并以極快的速度穿過；物質(zhì)間不停地進(jìn)行著能量的釋放、吸收和交換。

度量這一切變化過程的標(biāo)量就是時(shí)間。時(shí)間與宇宙共存，宇宙在，時(shí)間就在。

2

時(shí)間不會(huì)停止

經(jīng)常有一種說(shuō)法，稱只要達(dá)到光速，時(shí)間就停止了，而超過光速就意味著時(shí)光倒流可以回到過去。這是對(duì)相對(duì)論的一種錯(cuò)誤解讀。

光子通過波來(lái)攜帶它誕生時(shí)的信息，當(dāng)沒有外界信息干擾時(shí)，光子所攜帶的信息不會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)10億光年外的一顆超新星爆發(fā)，它會(huì)向外釋放強(qiáng)烈的光，光子向所有方向輻射開來(lái)，它們攜帶著超新星爆發(fā)時(shí)的信息，在光子向遠(yuǎn)方輻射的過程中，信息會(huì)保持。如果我們跟隨它一起運(yùn)動(dòng)，會(huì)感覺時(shí)間像停止了一樣，因?yàn)樾畔⑹冀K沒有變化。

光波的模擬圖

而如果我們跳出這束光，換一個(gè)位置觀察它，光就有了時(shí)間，它的位置在不斷地發(fā)生變化。如果中途遇到大質(zhì)量恒星或黑洞的吸引，光線會(huì)發(fā)生彎曲，經(jīng)過10億年的長(zhǎng)途跋涉它才到達(dá)地球。我們?cè)诘厍蚩匆姽?，得知那兒有一顆超新星爆炸的信息。

對(duì)于光所傳遞的信息來(lái)說(shuō)，時(shí)間似乎是停止的，而對(duì)于外部觀察者來(lái)說(shuō)，時(shí)間并沒有停止。

有人說(shuō)，如果物質(zhì)達(dá)到了絕對(duì)零度，原子里的一切運(yùn)動(dòng)停止，時(shí)間就停止了。

科學(xué)家們認(rèn)為，零下273.15攝氏度（-273.15℃）的“絕對(duì)零度”是熱力學(xué)的絕對(duì)溫度，它只是理論的下限值。事實(shí)上人們只能將物質(zhì)的溫度無(wú)限逼近絕對(duì)零度而不能達(dá)到它，科學(xué)家通過 激光冷卻和磁阱技術(shù)制冷法得到 170*10^（-9) 開爾文的極低溫度。于此同時(shí)，科學(xué)研究也證明真正的絕對(duì)零度并不存在，在宇宙中能探測(cè)到的最低溫度區(qū)域是1開爾文，也就是-272.15℃。

即使是在絕對(duì)零度，粒子的能量也并不為零，而是具有一個(gè)很小的數(shù)值。這意味著運(yùn)動(dòng)依然存在，時(shí)間作為衡量物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的標(biāo)量也依然是存在的。

3

時(shí)間的相對(duì)性與絕對(duì)統(tǒng)一

1905年，愛因斯坦通過他的狹義相對(duì)論挑戰(zhàn)了絕對(duì)時(shí)間的概念，他認(rèn)為時(shí)間是相對(duì)的，不同運(yùn)動(dòng)速度的物體自身?yè)碛胁煌臅r(shí)間標(biāo)量。通俗地說(shuō)，如果張三坐在飛船上以1/2光速飛行，張三自己看手表感覺很正常，沒覺得它走得快了或慢了；但在地球上觀察張三的李四卻發(fā)現(xiàn)張三的手表比地球上慢了許多。

對(duì)于藍(lán)色時(shí)鐘的本地慣性參照系，運(yùn)動(dòng)中的紅色時(shí)鐘被認(rèn)為是更慢的

于是就有人設(shè)想，如果我們能達(dá)到光速，是不是時(shí)間就停止了，我們會(huì)長(zhǎng)生不老呢？

這是個(gè)很有意思的問題，遺憾的是相對(duì)論也同時(shí)預(yù)言了具有質(zhì)量的物體不可能達(dá)到光速。在軌道運(yùn)行的通訊衛(wèi)星和定位衛(wèi)星星座確實(shí)存在星上原子鐘的時(shí)間與地面不同步的情況，它們存在極小的延遲，科學(xué)家們需要經(jīng)常對(duì)它們進(jìn)行校準(zhǔn)。

問題是，當(dāng)處于兩個(gè)不同速度參考系中的時(shí)間發(fā)生不一致時(shí)，我們以哪一個(gè)的時(shí)間為準(zhǔn)？是看飛船上的時(shí)間還是看地面的時(shí)間？博爾特100米沖刺時(shí)，我們會(huì)以他手表的時(shí)間來(lái)判定成績(jī)嗎？當(dāng)然不會(huì)，我們會(huì)以裁判員的計(jì)時(shí)為標(biāo)準(zhǔn)。

博爾特更快，但裁判不會(huì)以他的手表來(lái)計(jì)時(shí)

當(dāng)任何一個(gè)孤立事件發(fā)生時(shí)，我們會(huì)從宇宙整體的角度來(lái)度量它的時(shí)間。

4

時(shí)間沒有開始也不會(huì)結(jié)束

宇宙大爆炸論者認(rèn)為，當(dāng)“大爆炸”發(fā)生前，整個(gè)宇宙空間都只是一個(gè)極小且炙熱的“奇點(diǎn)”，在這個(gè)奇點(diǎn)之內(nèi)談?wù)摃r(shí)間是沒有意義的。于是有人將大爆炸發(fā)生的一刻定義為時(shí)間的開始，他們認(rèn)為在大爆炸發(fā)生前是沒有時(shí)間的。

時(shí)間真的有一個(gè)開始嗎？人都有一個(gè)出生的時(shí)間，植物多是從種子開始發(fā)芽，太陽(yáng)和地球都有形成的時(shí)間，我們的銀河系甚至宇宙會(huì)不會(huì)也有一個(gè)開始的時(shí)間？會(huì)不會(huì)在宇宙產(chǎn)生之前時(shí)間也不存在？

宇宙大爆炸發(fā)生前真的沒有時(shí)間？這或許是你的誤解

對(duì)于這個(gè)問題，亞里士多德是這樣認(rèn)為的：如果時(shí)間有開始，那么它必須有一個(gè)“第一時(shí)刻”來(lái)進(jìn)行開始的計(jì)數(shù)，而這個(gè)“第一時(shí)刻”需要在較早的時(shí)間段與較晚的時(shí)間段進(jìn)行，既然有比“第一時(shí)刻”更早的時(shí)間段，那么“第一時(shí)刻”便不再是第一時(shí)刻了，肯定有比它更早的時(shí)間。同樣的論證也可以用來(lái)證明時(shí)間不會(huì)有結(jié)束。

5

客觀時(shí)間與主觀時(shí)間

有朋友說(shuō)了，你講的不對(duì)吧，時(shí)間的概念是人創(chuàng)造的，沒有人，哪里來(lái)的年月日時(shí)分秒？沒有人就沒有時(shí)間呀！

這里我們就要談一談客觀時(shí)間與主觀時(shí)間。

打個(gè)比方：如果你是個(gè)小伙子，懷里抱著一個(gè)美麗的姑娘，你只有十分鐘時(shí)間，隨后她將離你而去，你會(huì)覺得時(shí)間過得飛快；同樣地，姑娘偎依在她心愛的男人懷里，她也會(huì)覺得這十分鐘眨眼就過去了。但是，如果叫你在一個(gè)燒著火的、滾燙的爐子上坐十分鐘，你會(huì)感覺時(shí)鐘走得很慢很慢，時(shí)間過得比一年都長(zhǎng)！

良宵苦短，就是主觀時(shí)間

時(shí)間沒有變，我們的感覺欺騙了我們，它使我們覺得時(shí)間快了或者慢了。

人類為了度量時(shí)間而發(fā)明時(shí)鐘，創(chuàng)造了時(shí)間的概念，規(guī)定了計(jì)量時(shí)間的方法，但時(shí)間并不是人類的發(fā)明，它是與宇宙共存的。

在人類出現(xiàn)在地球上之前，地球已經(jīng)存在了45億年；而在地球與太陽(yáng)誕生之前，銀河系也存在了很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間；銀河系只是宇宙中極小的一粟，它也是由宇宙的塵埃聚合而來(lái)。時(shí)間可以不斷地向前推。同樣地，即使未來(lái)某一天人類滅絕了，地球還在；地球、太陽(yáng)和銀河系沒了，宇宙還在，時(shí)間不以人類的意志而改變。

宇宙浩瀚

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總結(jié)：

一、時(shí)間的本質(zhì)是宇宙萬(wàn)物位置變化及其自身變化的進(jìn)程，人類定義時(shí)間，用各種時(shí)鐘運(yùn)動(dòng)的刻度來(lái)計(jì)量它，但無(wú)法改變它。

二、時(shí)間沒有開始，沒有結(jié)束，不會(huì)停止，更不會(huì)倒流。人類渴望回到過去，看看大唐盛世是什么樣子，但時(shí)間永遠(yuǎn)向前，你不可能回到過去。

三、時(shí)間有相對(duì)性，不同運(yùn)動(dòng)速度的物體可能有自己的時(shí)間標(biāo)量，但從整個(gè)宇宙的角度看，時(shí)間是絕對(duì)的，不存在東邊的時(shí)間快一些西邊的時(shí)間慢一些。

四、時(shí)鐘可以停擺，但時(shí)間是永恒的。

時(shí)鐘可以停擺，但時(shí)間永恒

感謝你讀完本文，它是一篇科普文章，不是科幻文章。所以我們不討論時(shí)光機(jī)器、時(shí)間旅行、蟲洞或平行宇宙等話題。如果你有不同的觀點(diǎn)，歡迎你在評(píng)論區(qū)理性發(fā)表意見。