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時(shí)間是個(gè)曠古難題, 揭示了宇宙的基礎(chǔ), 或許愛因斯坦最接近真相?

 Oumuamua 2020-03-14

時(shí)間是一個(gè)無法研究到盡頭的命題,目前人類還沒有為時(shí)間找到一個(gè)萬事萬物適用、具有一致性且又不循環(huán)的定義,或許愛因斯坦最接近時(shí)間的真相。

哲學(xué)層面分為兩派:

(1)一部分人認(rèn)為時(shí)間在宇宙中是不可或缺的,沒有時(shí)間就沒有宇宙,是宇宙中的一個(gè)可以從小到大排列的維度。在物理學(xué)中有長度,有重量,時(shí)間也是一種尺度的標(biāo)量。

在愛因斯坦出現(xiàn)之前,所有人都是這樣認(rèn)為的,包括牛頓,他認(rèn)為時(shí)間是一個(gè)獨(dú)立的維度。光在一種叫做“以太”的介質(zhì)中流淌,只有一個(gè)方向,一往無前。以太平均分布在整個(gè)宇宙中,處于絕對靜止?fàn)顟B(tài),所以時(shí)間也是絕對的,是宇宙變化、物體運(yùn)動(dòng)的共同的參照物,就像一個(gè)均勻流動(dòng)、方向單一的參考系,但不會對任何物質(zhì)產(chǎn)生影響。

比如:太陽突然間消失,牛頓的萬有引力得出的結(jié)論是超距作用,即地球會在太陽消失的瞬間馬上“甩”出去。兩個(gè)相互吸引的天體,無論距離有多遠(yuǎn),引力都不存在時(shí)間延遲的作用。

(2)還有一部分人認(rèn)為時(shí)間并不存在,比如德國的兩位哲學(xué)家萊布尼茨和伊曼努爾。他們認(rèn)為時(shí)間并不是維度,也不是流動(dòng)的物質(zhì),是一種人為的假想概念。這個(gè)概念可以配合空間和數(shù)字來記錄事件的邏輯順序,物體運(yùn)動(dòng)和改變,還有變化大小(速度)的比較。

愛因斯坦的時(shí)空觀

時(shí)間之矢

我們可以發(fā)現(xiàn)無論是上面哪一派,只要討論時(shí)間都離開不萬物變化。熱力學(xué)第二定律(熵增定律)告訴我們,一切孤立系統(tǒng)的混亂程度都會增加,直到混亂最大化,這是一個(gè)不可逆的過程,所以宇宙的每一個(gè)角落,萬事萬物都在奔向無序,不存在絕對靜止。你人不動(dòng),但是你身體上的分子、原子都在向著混亂最大化運(yùn)動(dòng),只有獲取外界的能量才能維持身體的秩序。

隨著時(shí)間的流逝,宇宙這個(gè)孤立的系統(tǒng)終將達(dá)到混亂最大化,那么宇宙就沒有了變化,一片死寂,絕對靜止,時(shí)間也就沒有了意義。由于一切混亂,宇宙中一片混沌,所有元素都衰變了,沒有任何有秩序的物質(zhì),也就沒有了參考物,也就沒有了上下左右,東西南北,也就沒有了空間的概念。

所以時(shí)間、空間、物質(zhì)是相輔相成,同時(shí)存在的。除此之外,宇宙或許就像是霍金從《廣義相對論》求得的其中一個(gè)解——宇宙大爆炸,爆炸之前,這個(gè)未知領(lǐng)域,處于沒有時(shí)間、空間、物質(zhì)的絕對虛空狀態(tài)。

狹義相對論

因?yàn)闀r(shí)間、空間不可分割,所以叫它“時(shí)空”,但是愛因斯坦的時(shí)空觀并不是來源于熱力學(xué)第二定律,只能說條條大路通羅馬。在愛因斯坦看來,時(shí)間并不是絕對的,而是相對的,因?yàn)樗凸馑俅嬖诼?lián)系。

愛因斯坦基于光速在相對參考系中速度恒定的原理(實(shí)驗(yàn)證實(shí))推導(dǎo)出了《狹義相對論》,其中的鐘慢效應(yīng),描述的是相對高速運(yùn)動(dòng)的物體,時(shí)間流速慢。

舉個(gè)例子:

假設(shè)有三個(gè)人頭上都頂一個(gè)鐘,他們處于同一個(gè)引力場中,其中兩人相對靜止,另一個(gè)人高速運(yùn)動(dòng)。那么你會發(fā)現(xiàn),兩個(gè)相對靜止的時(shí)鐘,走的速度是一致的,而高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘卻慢了。

廣義相對論

在《廣義相對論》中,描述了引力的作用不是力,是時(shí)空幾何,質(zhì)量扭曲了時(shí)空,扭曲的時(shí)空告訴行星如何運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量越大的天體,時(shí)空曲率越大,引力場中時(shí)間流速越慢。

時(shí)間變慢

所謂時(shí)間流速慢并不代表你可以活得更久,因?yàn)檫@不是絕對變慢,而是相對變慢。比如三胞胎猴子都剛好可以活到28歲,當(dāng)它們處于不同引力場或者以不同的相對速度運(yùn)動(dòng)時(shí)。時(shí)間的流速不同,所以變化的間隔不同,就像下面被拉伸的格尺一樣,雖然單位間隔不同,但是對于格尺本身總量程還是28,所以三只猴子都只能活到28歲。

愛因斯坦的時(shí)空觀完全顛覆了人類對時(shí)間和空間的認(rèn)知,而且《狹義相對論》和《廣義相對論》都已經(jīng)有大量觀測及實(shí)驗(yàn)證實(shí),這是人類從絕對時(shí)空到相對時(shí)空的轉(zhuǎn)變,也是目前人類離時(shí)間的意義最接近的時(shí)空觀。

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