我們知道：時間是人為定義的一個量度事物運動和變化的參數(shù)之一，最初以地球自轉(zhuǎn)一周＝24小時＝1440分鐘＝86400秒＝......的形式定義時間，目前多用原子的固有振蕩頻率來定義時間，如銫原子時鐘等。但人們往往沒有清楚地理解時間其實有兩個最基本的概念：時刻和時間。不少人在很多時候容易把時刻與時間兩者混濁，從而導(dǎo)致出現(xiàn)時間與運動有關(guān)的錯誤結(jié)論，就像相對論的一個重要結(jié)論：運動速度越快，時鐘走得越慢，也就是時間變慢。下面我們要詳細討論時間到底與運動是否有關(guān)的問題。

一、邏輯證明時間與運動無關(guān)

我們利用反證法來證明時間與運動無關(guān)：

1、我們假設(shè)在某慣性系中靜止的時鐘的時間為T，以速度為v運動的時鐘的時間為t，假設(shè)時間與運動有關(guān)，則兩者間應(yīng)存在如下函數(shù)關(guān)系：

T=f(v)t

為了簡化問題，我們進一步假設(shè)：函數(shù)f(v)為≠0且與速度v正相關(guān)（單調(diào)增函數(shù)）或負相關(guān)（單調(diào)減函數(shù)）的線性函數(shù)（相對論中f(v)＝1/((1-v²/c²)^1/2)（在本文中簡記為F(v))，為正相關(guān)函數(shù)，即速度v越大，f(v)也越大，其只是正相關(guān)函數(shù)中的一個特例而已），且與運動方向無關(guān)。當v＝0時，f(v)=1，也就是在一個特定的慣性系中所有的時鐘行走速度一致。

2、我們假設(shè)以上函數(shù)f(v)為與速度v正相關(guān)，則在此情況下，運動速度v越大的時鐘比靜止的時鐘走得越慢。

2.1、我們以地球上的時鐘作為靜止的時鐘，宇宙中任意其他天體上的時鐘作為運動的時鐘的話，由于宇宙中任意其他天體與地球間都不是相對靜止的，即v≠0，也就是f(v)大于1。則我們可以得出這樣的結(jié)論：地球上的時鐘是宇宙中走得最快的時鐘！

2.2、我們再以月球上的時鐘為靜止的時鐘，除月球外的其他任意天體上的時鐘為運動的時鐘，也會得出類似的結(jié)論：月球上的時鐘是宇宙中走得最快的時鐘！

2.3、同理，我們可以以宇宙中任意某一天體上的時鐘作為靜止的時鐘，除其以外的天體上的時鐘作為運動的時鐘，同樣會得出類似的結(jié)論：此天體上的時鐘是宇宙中走得最快的時鐘！

2.4、從2.1、2.2和2.3條論述可以得出：任何天體上的時鐘作為靜止的時鐘時，它就是宇宙中走得最快的時鐘。但我們知道，宇宙中只能有一個或幾個最快的時鐘，不能全部是最快的時鐘。如果都認為自己的時鐘是宇宙中走得最快的時鐘，那只有一種可能性，宇宙中的時鐘走得一樣快！

3、我們假設(shè)以上函數(shù)f(v)為與速度v負相關(guān)，則在此情況下，運動速度v越大的時鐘比靜止的時鐘走得越快。

與上述第2項中的認證類似，只要把其中的慢改為快就可以了，在此不多敘述。

4、以上的推理和邏輯證明充分說明了時間與運動不應(yīng)該有關(guān)系，也就是f(v)≡1。

二、現(xiàn)有幾個支持相對論時間與運動有關(guān)的觀測、實驗結(jié)論可能存疑

1、飛機上的時鐘比地球上的慢

1971年,美國華盛頓大學(xué)的哈費勒(J.C. Hafele)和美國海軍天文臺的理查德·基廷(Richard Keating)兩位物理學(xué)家作了環(huán)球旅行,并且測量了飛機上的4座原子鐘。飛機的速度無法和光的速度相比(相差幾百萬倍)，但是科學(xué)家們卻證實捕捉到了時間的伸縮性：在旅行結(jié)束時，飛機上的鐘表指示與地面上的鐘表相比晚了59納秒。

本實驗最可能的解釋是：因在飛機上的原子鐘與在地球上的原子鐘所處的高程不同，重力加速度也不同，因此原子鐘的振蕩頻率也會不完全相同，從而導(dǎo)致計時結(jié)果不同。

否定該實驗的正確性的方法：若增加一架與上述完全一樣的飛機（其上也放置4座相同精度的原子鐘），此架飛機以與上述飛機的起飛、降落時間，飛行速度和高度完全一樣，但飛行方向相反的方向飛行。那么此架飛機上的時鐘也應(yīng)該與上述飛機一樣，比地球上的時鐘晚59納秒。但問題是：此兩架飛機并不是相對靜止的，且兩者間的相對速度比其與地球間的速度約大一倍，為什么其上的時鐘走得一樣快呢？因此，很顯然：慢59納秒并非是因為其與地球間的相對運動所產(chǎn)生，而應(yīng)該是由其他因素所導(dǎo)致。否則，當我們無限地增加飛機數(shù)量，當其飛行方向和速度都不同時，其上的原子鐘都與地球上的不一樣，且比地球上的慢××納秒。這樣就出現(xiàn)了上面所敘的：地球上的時鐘是宇宙中走得最快的、很明顯的錯誤結(jié)論。

2、高速運動的衰變粒子壽命延長

有很多報道稱：高速運動的衰變粒子壽命比靜止的同類粒子壽命延長了，且與相對論結(jié)論基本一致，從而證明相對論是正確的。

雖然報道中沒有披露具體的測量方法和實驗情況，但從一般情況分析，得出上述實驗結(jié)果可能與測量方法和運動粒子與靜止粒子所處的電磁、引力環(huán)境不完全一致有關(guān)。最大的可能性是：測量靜止粒子壽命時，測量裝置與粒子間的距離沒有變化，即粒子誕生與消亡的時刻所處的位置相對測量裝置是固定不變的，而運動粒子則不同，粒子誕生與消亡時刻所處的位置相對測量裝置是變化的，且一般誕生時距離測量裝置近，消亡時距離測量裝置遠。由于距離的變化且未消除距離變化的影響時，測量結(jié)果就會出現(xiàn)運動粒子從誕生到消亡的時間（也就是壽命）變長。我們知道：當粒子高速運動時，會產(chǎn)生電磁或引力場的變化，同時實驗場所各點的電磁或引力場也會有細微的差別。因此測量結(jié)果與靜止粒子不同也是可以理解的。

否定這類實驗正確性的方法：與上面否定飛機上的時間比地球上的慢的方法相類似。我們假設(shè)有一個完全相同的粒子，以相同的時間、相同的速度但方向相反運動，則此相反運動的粒子的壽命也應(yīng)該延長相同的壽命。但此兩粒子間的相對速度比與靜止粒子的相對速度大一倍，其壽命為什么會一樣呢？也就是說：只要粒子相對靜止粒子有一定的運動速度，則其壽命就會延長。反過來就是：相對測量裝置靜止的粒子壽命最短。如果在第一個運動粒子慣性系中做此類實驗，你應(yīng)該得出：第一個運動粒子的壽命最短，靜止粒子壽命第二長，向反方向運動的粒子壽命最長。反過來，如果在反方向運動的粒子慣性系中做此類實驗，會得出相似的結(jié)論。這樣三個粒子到底誰的壽命長、誰的壽命短就沒有結(jié)論了。我們可以進一步假設(shè)：用N個此類粒子來做一個模擬宇宙的實驗（飛機因飛行速度限制無法進行此類模擬，而基本粒子就可以很容易地做到），一個粒子相對地球靜止，一個以月球的速度與方向運動，一個以火星的速度與方向運動，一個以木星的速度與方向運動，........，直到把我們已知的所有天體都替代完。按照上述實驗結(jié)論可推定本模擬實驗的結(jié)論是：地球上的粒子壽命最短！其他代表任意天體的粒子壽命都比地球上的粒子壽命長些。但這個結(jié)論除非認為地球是絕對靜止的或是宇宙的中心，否則就是錯誤的。但我們知道地球是宇宙中很普通的一顆行星，即不是絕對靜止的，也不可能是宇宙的中心，只是因為有了我們?nèi)祟愒谏厦嫔娌抛兊萌绱颂厥?。這就印證了在第一項中的邏輯推理了。

3、星光彎曲現(xiàn)象

1919年的日全食觀測證實了廣義相對論預(yù)言的星光彎曲現(xiàn)象。

星光彎曲有可能是由于光子本來就與引力會發(fā)生相互作用，只是因為其相互作用實在過小，一般情況下無法察覺而已。但當其經(jīng)過像太陽一樣的大質(zhì)量天體附近時會受到其強大引力的吸引而改變運動軌跡。另一種可能性是：太陽表層及其附近空間有一層由氣體組成的、類似于地球上大氣層的氣體層，且此層的厚度特別大（據(jù)報道，有時候太陽風能刮到地球上來）。也就是說：在我們通?？吹降奶栠吔缫酝鈶?yīng)該存在一層從里到外溫度逐漸降低、密度逐漸減小的氣態(tài)層。在此層中不僅存在較大的密度梯度，也存在較大的溫度梯度。因此，當星光從太陽表面的切線方向進入此氣層，再從此層中射出時，肯定將由于所經(jīng)過的路徑上的氣體密度與溫度不同而改變方向，就像太陽光通過地球大氣層時會產(chǎn)生折射，海市蜃樓就是此類折射所導(dǎo)致的。因此，日全食觀測到星光彎曲現(xiàn)象是完全正常和應(yīng)該的。

4、邁克爾遜-莫雷實驗

我們知道：邁-莫實驗是為了驗證以太的存在而設(shè)計的一套實驗裝置，如下圖示：

從以上圖示可以看出：其理論計算是假設(shè)光在相對太陽靜止的以太中運動速度為C，因地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致實驗裝置相對太陽或以太運動速度為V。這樣早晨太陽東升時，太陽光相對裝置的入射速度為（C+V），傍晚太陽西落時，太陽光相對裝置的入射速度為（C-V）。在其理論計算時，分光鏡至反光鏡M1（東西方向上）和分光鏡至反光鏡M2（南北方向上）的速度是不同的，所以在實驗裝置旋轉(zhuǎn)90度后，應(yīng)該存在光程差，從而導(dǎo)致干涉條紋移動。

我們假設(shè)在實驗裝置所在的慣性系中，無論入射光的速度是（C+V），還是（C-V）甚至是其他的速度值，在整個實驗過程中，光經(jīng)過分光鏡、反光鏡直到觀測屏的整個路徑都與入射速度一樣，不存在東西方向與南北方向的差異。這一假設(shè)也完全符合一般的完全彈性碰撞和反、透射理論與實踐。因為在實驗裝置所在的慣性系中，實驗裝置是靜止的，只有光是在以一定的速度運動的，無論是反射還是透射，都不應(yīng)該改變光在空氣中的運動速度，而只是改變其方向而已。那么，本實驗不能觀測到干涉條紋的變化就完全正常了。因此，也就不需要相對論把光速假設(shè)為：在任何慣性系中光速恒定不變了。

三、時刻與時間的關(guān)系及對運動的影響

1、時刻：指某一特定的時間點。如：某年某月某日某時某分某秒某毫秒某微秒某納秒......所對應(yīng)的時間點。在此時刻，世界萬物，也就是宇宙中所有物質(zhì)都在空間上有一個特定的位置。如：北京到廣州的某一航班起飛時間（嚴格講應(yīng)該是時刻）某年某月某日某時某分某秒。在此時刻，地球位于宇宙的空間位置是特定的，地球上的每個人、每種生物、每樣物品、.......宇宙中所有物質(zhì)都在其特定的位置上；經(jīng)過一定時間的飛行后，到達廣州降落時間（嚴格講應(yīng)該是時刻）為某年某月某日某時某分某秒。在此一時刻，地球位于宇宙的空間位置是特定的，地球上的每個人、每種生物、每樣物品、.......宇宙中所有物質(zhì)都在另一個特定的位置上。也就是說時刻與物質(zhì)的空間位置應(yīng)該有關(guān)聯(lián)性。

2、時間：指某兩個不同時刻間的差值。如上述的北京至廣州航班，從北京機場的起飛時刻與到達廣州機場的降落時刻間的差值，即為此航班的飛行時間。

3、運動：指某一特定慣性系中的某一特定物體，其在兩個不同時刻時的空間位置發(fā)生了變化，我們稱此物體運動了。

4、運動速度：是指某特定物體在兩個時刻時的空間位置變化量與兩個時刻間的差值（時間）的比值。

以上敘述是在某一特定慣性系中作出的，但應(yīng)適用于每個慣性系。

通過以上描述，我們可以清楚地知道：時刻與時間是完全不同的兩個概念，但我們在日常生活中往往未能把兩者嚴格地區(qū)分開來。

5、時刻與時間對運動的影響：由以上對時刻、時間與運動的敘述，我們可以清晰的得出：在特定慣性系中，時刻直接與運動物體的空間位置一一對應(yīng)。即：某一特定的時刻對應(yīng)運動物體某一特定且為唯一的空間位置。時間只是兩個不同的時刻間的差值，與運動物體的空間位置和運動狀態(tài)或運動速度并無直接關(guān)聯(lián)，只是用來計算運動物體的運動速度時的一個參數(shù)而已。因此，時間與運動本身并無直接關(guān)聯(lián)，他們都是描述物體在空間中的狀態(tài)變化量值的兩個相互獨立的參數(shù)，二者不應(yīng)該有任何關(guān)聯(lián)，否則就會出現(xiàn)計算機語言中的相互調(diào)用時的死循環(huán)現(xiàn)象。

6、不同慣性系中時刻與時間的關(guān)系

我們應(yīng)該理解并認定：

6.1、任何一個特定的慣性系中的時間變化率（即時鐘行走的速度）是固定不變的且是唯一的，與其他任何慣性系的運動速度大小與運動方向無關(guān)。也就是說：相對地球表面靜止的時鐘變化率是一定值且固定不變，地球表面上只有且唯一的一個標準時鐘；相對月球表面靜止的時鐘變化率也是一個定值且固定不變；火星上、金星上、水星上、土星上、木星上、......其他任何星球上的時鐘變化率都是一個定值且固定不變；

6.2、不同慣性系中時間的轉(zhuǎn)換：要把A、B兩個有一定相對運動速度V（其值為定值，且只有平動，無旋轉(zhuǎn)量）的慣性系的時間互相轉(zhuǎn)換，必須嚴格按下述方法進行才能避免誤差和爭議：

6.2.1、在A、B兩個慣性系間應(yīng)存在一個中間慣性系M（其運動速度為V/2，M上某一特定點m始終位于A、B兩個慣性系某一特定點a、b的正中間，以便在M慣性系m點上發(fā)出同步標定信號，在A、B慣性系的a、b兩個特定點上設(shè)置接收同步標定信號。

6.2.2、當在M慣性系m點上以每秒一次的頻率發(fā)送標定信號，在A、B兩個慣性系a、b點接收此標定信號時，則我們可以以某一個標定信號到達a、b點的時刻作為A、B兩個慣性系的計時起始點，以第（n+1）個標定信號同時到達A、B兩慣性系a、b點的時刻作為計時終止點。

那么以上計時結(jié)果可簡記為： A慣性系的時間：TA； B慣性系的時間：TB； M慣性系的時間：TM；

很顯然TM＝n秒

TA＝（n±0.5nV/C）秒 （其中C為光速；±：a點遠離m點時為+，相反為-）

TB＝（n±0.5nV/C）秒 （其中C為光速；±：a點遠離m點時為+，相反為-）

以上計算結(jié)果表明：A、B兩個慣性系自收到第一個標定信號至收到第（n+1）個標定信號間的時間差均為（n±0.5nV/C）秒。因此，A、B兩個慣性系中的時鐘走得完全一樣快。兩個慣性系并未因為存在相對運動而改變時鐘行走的速率。這也符合相對論關(guān)于運動是相對的，B慣性系相對A慣性系以V速度運動，反過來，A慣性系相對B慣性系也以V速度運動，只是運動方向相反而已。

作者：彭曉韜（郵箱：pxt1961@126.com；qq：359192179）