时间是什么?牛顿爱因斯坦都曾为其着迷,而人类至今看不透

“四方上下曰宇,古往今来曰宙”这是对于宇宙最简单也最本质的解答,宇宙就是时间和空间上的集合,除此之外还需要加上物质。在物理学上这就是研究宇宙最重要的三要素了:时间、空间、物质。其中空间我们能理解,物质也能理解,但是时间你真的理解吗?

日常生活中我们对于时间最直观的认识就是:一年365天四季轮回,年月日星期以及具体的时分秒,可以说时间和我们的生活息息相关。

关于时间的本质实际上有两种切入角度,我们可以从时间和物质之间的关系来讨论。我们可以感觉到时间流逝根据的是什么?首先举一个例子,那就是食物的变质,因为时间的流逝食物放久了自然就腐败坏掉了。其次就是每天八点起床九点上班,你会清晰地感觉到这一个小时飞速的流逝。我们判断时间的流逝、时间的存在,是通过物质的变化,设想一下如果有一天所有的物质都不在变化不再运动,那么你就感受不到时间的流逝了。

实际上在这里就可以简单思考一下时间的本质,是因为时间的存在、时间的流逝才导致物质的变化?还是因为物质的变化才体现出时间的概念?目前科学家把时间看成一个宇宙的基本性质,是真是存在的,并不是因为物质变化而现象出来的。那也就意味着时间为根本,当时间流逝就控制着整个宇宙的物质变化。那么未来某一天人类掌握了之间的奥秘,可以控制时间,那么几乎就控制了宇宙的一切。简单理解就像是影视作品中的时间轴,你随意去拉动就可以进行倒退、快速播放、慢速播放等等。

但是我们看一个影视作品不用看时间轴可以通过画面变化(物质变化)清晰的感受到时间的流逝。但本质上来说这些变化是在受着时间的控制。在日常生活中我们也无需去探求时间的本质如何,因为时间它就在那里,我们只需要按时上班、按时下班、按时休息吃饭就可以了。

在牛顿之前和之后的一大段时间里,人们认为时间和空间就是绝对的,这就是牛顿正式提出来的绝对时空观,这种思想即使到现在也是根深蒂固的存在着,当然这并不影响我们正常生活。但是从科学上来考虑,每个人的时间可能是不同的,这就是爱因斯坦提出的相对论。

狭义相对论认为:时间的流逝速度和物体的运动速度有关,速度越快时间流逝速度越慢。尤其是当接近于光速的时候,这种效应越加明显,以无限接近于光速的速度飞出地球一分钟(飞船中的时间),那么在返回发球后可能就是千年万年沧海桑田了。也就是说你过了一分钟地球上过了一万年。

广义相对论认为:时间的流逝速度和时空弯曲的曲率有关,简单来说就是和引力大小有关,引力越大的地方时间流逝越慢。例如在《星际穿越》中,主角一行人去到一颗新的行星,在那里的一小时等于地球上的七年。就是因为新行星绕着超大质量黑洞公转,引力较大。

时间还有一个很独特的性质那就是单向性,时间都是有方向的。从心理学上来考虑,我们只能记住过去发生的事情,而不是未来。未来的事情如何我们无法预测。从热力学的角度来考虑,时间的方向就是宇宙熵增的方向,破镜是无法重圆的,覆水也是收不回来的。

时间是一个既古老又永远不会过时的话题,期望未来人类文明可以更好的了解时间的本质,这绝对是一把打开宇宙奥秘的钥匙。

文/杜若,图片来源网络侵删。