有這樣一個(gè)很重要的概念,它對我們而言很常見,因?yàn)槲覀兠刻於家?/span>按照它的指示完成每天的任務(wù)。
在物理學(xué)概念里,它是一個(gè)很抽象的概念,和物質(zhì)、空間概念互相關(guān)聯(lián)。有人認(rèn)為它根本不存在,只是人類一廂情愿的遐想而已。它是什么呢?它就是時(shí)間。
我們用鐘表來記錄時(shí)間
早前一位偉大物理學(xué)家的言論曾拋出:時(shí)間或許根本不存在。那么時(shí)間究竟是一個(gè)怎樣的概念?為什么說時(shí)間是人類的假象?而說時(shí)間不存的物理學(xué)家是誰?他的依據(jù)又是什么呢?讓我們帶著理性去解答。
時(shí)間是一個(gè)很抽象的概念,有了鐘表的發(fā)明,人類對時(shí)間有了每時(shí)每分每秒的概念,但這些概念只是人用來記錄物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的人為計(jì)量單位。對于時(shí)間的起點(diǎn),這要從宇宙創(chuàng)世大保障講起了,大保障產(chǎn)生了宇宙間的物質(zhì),有了物質(zhì)才能用時(shí)間去衡量。
美麗而神秘的宇宙
人類世界有一個(gè)普遍認(rèn)知,既時(shí)間是連續(xù)的、不離散的,就像有落差的水,是流動(dòng)的。但這并不意味這時(shí)間不會(huì)發(fā)生改變,時(shí)間流逝本身沒有快慢,但我們會(huì)在情緒高昂、心情愉悅的時(shí)候感覺時(shí)間流逝快,而在情緒低落、心情不好的時(shí)候感覺時(shí)間過得很慢。這是因?yàn)槲覀兊那榫w影響了我們對時(shí)間的判斷,所以時(shí)間是一種比較難以琢磨的、神秘的概念。
時(shí)間與空間相互支撐,構(gòu)成了對物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的解釋。“時(shí)”指的是物體運(yùn)動(dòng)的描述過程,“間”是一種人為劃分的單位,合在一起,時(shí)間把一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)切割成好像一幀一幀的畫面,一張一張的照片,化分成一塊一塊的單位。
時(shí)間就像水流一樣,是連續(xù)不斷的
就拿我們的地球時(shí)間來說,為了方便不同地理坐標(biāo)的地區(qū)和人口的日常生活,我們制定經(jīng)緯線,把地球劃分成24個(gè)時(shí)區(qū)。一個(gè)時(shí)區(qū)占15度,相鄰時(shí)區(qū)間隔一個(gè)小時(shí)。順著地球的自轉(zhuǎn)軌跡自西向東,右邊的時(shí)區(qū)比左邊相鄰的時(shí)區(qū)快1個(gè)小時(shí)。
在飛機(jī)場和酒店,我們會(huì)看到北京時(shí)間的時(shí)鐘、東京時(shí)間的時(shí)鐘、美國時(shí)間的時(shí)鐘,比如現(xiàn)在是北京時(shí)間的當(dāng)日下午2點(diǎn),美國時(shí)間是的當(dāng)日凌晨2點(diǎn),東京時(shí)間是當(dāng)日的下午3點(diǎn)。地球因?yàn)橛辛?/span>時(shí)區(qū)的劃分,使得不同時(shí)區(qū)的人在各自的時(shí)區(qū)正常生活,度過一天24小時(shí)。
世界時(shí)鐘
我國幅員遼闊,橫跨了5個(gè)時(shí)區(qū),為了方便全國人民,我們采用了東八區(qū)的北京時(shí)間作為統(tǒng)一的時(shí)間,不過對于我國最西端的帕米爾高原來說,也許需要掛東五區(qū)(當(dāng)?shù)貢r(shí)區(qū))和東八區(qū)兩個(gè)時(shí)區(qū)的時(shí)鐘,因?yàn)闀r(shí)間相差了3個(gè)鐘頭。
時(shí)間在人為的規(guī)定下,使我們的日常生活井然有序,時(shí)區(qū)的劃分更方便了全世界人口的日常生活。可是在對時(shí)間的研究過程中,有人卻認(rèn)為時(shí)間只是人類的假象,到底是怎么回事?
晚上九點(diǎn)半的新疆,太陽才落山
前文也說過,時(shí)間是建立在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)之上的,這種運(yùn)動(dòng)大到天體運(yùn)動(dòng),恒星隕落,小到神經(jīng)末梢、人的心理活動(dòng)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)時(shí)間和空間是一體化的,宇宙中所有物體的空間狀態(tài)所持續(xù)的過程,就是時(shí)間延續(xù)的表現(xiàn)。
宇宙中的天體
宇宙間所有物質(zhì)和能量一旦產(chǎn)生,就存在著運(yùn)動(dòng)和流逝的概念,不可能在一瞬間抹消或重置,所以時(shí)間不會(huì)強(qiáng)制按下暫停或者重新計(jì)時(shí)。既然時(shí)間是人為制定的衡量一切物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的概念,如果人不復(fù)存在,人的思維也就此消失,那時(shí)間還存在嗎?或者說時(shí)間還有意義嗎?時(shí)間為人而活著,人可以感知到時(shí)間的流走。
人能感知時(shí)間流逝
在著名的洞穴實(shí)驗(yàn)中,被實(shí)驗(yàn)者在一個(gè)二三十平米的恒溫地洞中,生活了130天。她的日常生活所需都可以得到滿足,這里有書籍、樂器、音樂,還有一臺被消除時(shí)間的電腦。除了時(shí)間被抹去,似乎一切正常。
被實(shí)驗(yàn)者在一開始生物鐘還可以保持,隨著在地洞中待的時(shí)間越來越長,她的生物鐘發(fā)生了變化,可以說完全紊亂了。被實(shí)驗(yàn)者可以達(dá)到超過20小時(shí)的睡眠時(shí)間,以及同樣多的清醒活動(dòng)時(shí)間,正常人的睡眠是8-10小時(shí),剩下是工作、娛樂的時(shí)間。可生活在地洞中沒有時(shí)間概念的被實(shí)驗(yàn)者,可以結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)睡一天,再玩一天。
130天洞穴實(shí)驗(yàn)被實(shí)驗(yàn)者福利尼
到最后被實(shí)驗(yàn)者精神狀態(tài)出了問題,她本想憑借生理期推測時(shí)間過去了多久,結(jié)果在那里待的第二個(gè)月,她的生理期沒有來。這意味著時(shí)間概念的丟失已經(jīng)影響到了她的生理功能。實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行130天,可是時(shí)間觀念的模糊已經(jīng)嚴(yán)重影響了被實(shí)驗(yàn)者的身心健康,她最后只堅(jiān)持了兩個(gè)月。
經(jīng)過這個(gè)實(shí)驗(yàn),人的時(shí)間感丟失會(huì)引起人心理和生理的變化,產(chǎn)生了負(fù)面的影響,所以時(shí)間和人的想象有很大關(guān)系。有一位更加有智慧的物理學(xué)家,早在多年前就用自己的理論發(fā)表了這一理論,他是誰呢?他就是愛因斯坦。
愛因斯坦
愛因斯坦認(rèn)為,時(shí)間只不過是人類為了描述已知的運(yùn)動(dòng)物體制造出的抽象概念,他還認(rèn)為,“時(shí)間”“空間”“物質(zhì)”是不能割裂開去解釋的。愛因斯坦也同意時(shí)間不能被停止和重置的觀點(diǎn)。
愛因斯坦時(shí)間相對論
但是在反復(fù)研究中愛因斯坦發(fā)現(xiàn),時(shí)間和空間會(huì)在特殊情況下發(fā)生扭曲,當(dāng)扭曲程度過高時(shí),時(shí)間的流逝會(huì)異常得慢。時(shí)空的扭曲是由于巨大的引力,黑洞是一種用于極高質(zhì)量能夠吸引并吞噬其他恒星的天體。它巨大的引力會(huì)扭曲周圍物體的空間結(jié)構(gòu),所以當(dāng)靠近黑洞時(shí),天體的時(shí)間流逝程度會(huì)變得很慢。
如果地球靠近黑洞,我們的時(shí)間將會(huì)變慢
說黑洞可能感覺太過抽象,我們拿地球上的情況來說。金字塔大家肯定知道,它是地球上一種充滿神秘色彩的建筑。雖然和天體比,它的質(zhì)量小很多倍,但是在地球上的物質(zhì)中,它的質(zhì)量很大。拿吉薩金字塔來說,它每立方米質(zhì)量為2.6噸,體積約260萬立方米,總質(zhì)量675萬公噸。
吉薩金字塔
當(dāng)人在吉薩金字塔附近走動(dòng)時(shí),會(huì)因?yàn)?/span>質(zhì)量效應(yīng)受到金字塔的引力影響,如果和地球其他物質(zhì)相比,在金字塔附近的人,度過的時(shí)間會(huì)慢上十億分之一秒,這個(gè)數(shù)值自然也無法被時(shí)鐘捕捉,我們也無法用肉眼觀察到金字塔附近的人比正常物體慢了約十億分之一秒,但時(shí)間確實(shí)因?yàn)榻鹱炙囊?,變慢了一丁點(diǎn)。
要想解釋這種現(xiàn)象,還是要回到愛因斯坦的相對論,那么愛因斯坦的相對論是怎么給出合理解釋的呢?
不仔細(xì)看,都不會(huì)發(fā)現(xiàn)金字塔旁有人
愛因斯坦的廣義相對論認(rèn)為,時(shí)間和空間的量是由它包含物質(zhì)和能量的量決定,引力會(huì)把時(shí)間—空間這塊“布”造成彎曲變形。根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程,質(zhì)量和勢能成正比,勢能可以理解為能量。
一個(gè)質(zhì)量越大的天體,當(dāng)物體靠近它時(shí),就越可能引起物體的空間時(shí)間彎曲度越來越大,這種彎曲使得時(shí)間流速變慢。如果生活在中子星這樣的超高質(zhì)量的超級天體上,別的地方過去了一年,中子星才度過了一天。
中子星
既然超高質(zhì)量天體會(huì)引起時(shí)空扭曲,導(dǎo)致時(shí)間變慢,那么我們能不能利用時(shí)空扭曲實(shí)現(xiàn)時(shí)光穿梭,穿越到未來呢?實(shí)際上,只要我們能待在一顆黑洞并保持不被吸引,我們就能度過比地球慢上數(shù)倍的時(shí)間,相當(dāng)于延緩了人的衰老。
也許在黑洞周圍的時(shí)間度過1個(gè)月,當(dāng)我們再返回地球時(shí),地球已經(jīng)是50年、100年之后的模樣,也就是說我們“穿越”到了地球的未來。不過實(shí)際上,只是因?yàn)?/span>時(shí)空受引力影響的程度不同罷了。
時(shí)空扭曲會(huì)影響時(shí)間流逝的快慢
對愛因斯坦這樣的科學(xué)怪人來說,時(shí)間可以是不存在的,對于我們普通人來說,時(shí)間是客觀存在的。時(shí)間總是在不經(jīng)意間流走,有時(shí)我們感嘆時(shí)間催人老,所以請珍惜時(shí)間,不要虛度光陰,抓緊每分每秒,活出精彩人生。