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时间到底是什么?

来源:宇宙新思维

爱因斯坦之前的时间观

1,在爱因斯坦以前,本来人们认为时间是一种绝对不变地存在,是一种清楚到让人可以忽略的东西,在那时的人们眼中,时间和空间一样,都是一种与物质及其运动无关的先验存在,是一种独立于宇宙的存在,但又不认为它是一种实体物质,具有实际意义。实际上那时的人们在时间问题上已经陷入了唯心主义――既认为时间什么也不是,但又认为它存在。这样实质上是否定了时间的实在性,进而否定了真正时间的存在,存在的只是一种意识时间或叫心理学时间。

2,牛顿力学中需要时间具有物理实在性,这是因为牛顿运动定律中出现了加速度的概念,而加速度只能是相对于时间和空间的加速度,为了使加速度具有明确的意义,时间和空间必须是一种物质存在。

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但正如上面所说,当时人们内心是否定时间的物理实在性的,所以牛顿感到把时间和空间说成是具有物理实在性是不太妥当的,但为了使力学具有明确的意义,当时只能这样。

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牛顿

要人们把抽象的时间和一无所有的空间说成是具有物理实在性的存在,的确是一种苛刻,历代哲学家都一再拒绝作这样的假设。他们甚至认为时间只是人的一种感觉,并不真正存在。人们之所以感觉到时间是因为太阳的东升西落和地球的公转

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地球和太阳的相对运动

使人们有了白天和黑夜、有了一年四季寒暑之分,所谓的计时工具日晷只不过是太阳的东升西落(地球自转)的体现;

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日晷

如果身处于茫茫太空中,就没有白天和黑夜之分,就感觉不到时光的流逝变化,因而认为时间是不存在的,这一点与佛教的观点是相似的。佛教认为时间是主观的东西,来源于“时间感”(类似于心理学时间),时间感形成于对过去事物的回忆、对未来的预持,在维持中时间观念产生了,时间的度规也产生了。没有明确的时间感,也就没有时间。

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如来佛时间感

因而对于佛教来说,客观的时间反而是不真实的,他们认为根本没有时间的流逝,没有过去、现在和未来之分,客观的时间没有方向性,甚至可以认为它不存在。

3,到了十九世纪,人们发现了热力学第二定律,

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开尔文

随着克劳修斯和开尔文两人对热力学第二定律的不同表述,人们逐渐把热二定律概括为“熵增加原理”,即孤立系统的熵永不自动减少,熵在可逆过程中不变,在不可逆过程中增加。

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所谓的熵可以简单理解为混乱、无秩序。所以熵增原理表明这个世界总是随着时间从有序走向无序,这种不可逆就是所谓时间的热力学箭头,这个热力学时间箭头表明时间是有方向的。那时认为时间只是对客观世界的一种描述。

爱因斯坦之后的时间观

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爱因斯坦

爱因斯坦用时间和空间的相对性解释了光速的恒定,也从此颠覆了人们心目中根深蒂固的绝对时空观。在狭义相对论里,他首次尝试把时空与物质及其运动联系在一起;

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闵可夫斯基

与此同时,闵可夫斯基把时间看成是一维特殊的空间,连同三维空间,把这个“世界”看成是四维时空或四维空间。爱因斯坦接受了这种观点,把时间看成了与空间一样的存在。空间是什么?笛卡尔认为空间和广延是同一的,而广延性是与物体相联系的,因此一无所有的空间是不存在的。

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笛卡尔

爱因斯坦在广义相对论里最终证实笛卡尔所说基本接近真理,他认为空间作为场的结构性质而存在,空间中充满了场和物质(这已被现代科学证实,即使真空中都充满了大量的虚粒子和负能量),抽取走物质和场的纯粹空间是不存在的,换句话说,空间就是一种物质结构形式,这种“空旷”就是一种物质形式,这个空旷就是由宇宙中普遍存在的、一种本质是“运动变化”的客观实在性构成。

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爱因斯坦

空间如此,时间也是如此。世界是运动的,宇宙用永不停息的运动变化表达着客观实在性的存在,表达宇宙存在的、这个永不停息的运动变化就是时间,对这个运动变化的量度就是时间的大小,时间是宇宙的存在形式之一,空间也是。时间的本质就是运动变化的,且是不可逆的,而运动变化对应着物性存在,因此时间对应着物质性――运动变化的客观实在性。既然时间本质是运动,因此物体的运动会影响到运动变化的实在性,也就影响到时间。这就是“钟慢尺缩”的根本原因。

通过在不同时空(不同运动速度)的钟慢尺缩现象,证明了时间的存在,证明了时间是一种客观存在。有人说是钟变慢了,不是时间变慢了,是钟受到了某种影响而已,

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人对时间的感受并没有变化。不错,“钟慢尺缩”现象本就是个观察者效应,相对于观察者自己静止的时空的时间没有变化,这叫“固有时”(相对静止于任何参考系的“固有时”是相等的);但是这个固有时在不同参考系观察看来是不同的,确实是时间膨胀了,而非只是钟“坏了”,这从生物的新陈代谢就可看出。像“双生子佯谬”那样,哥哥乘坐近光速飞船通过加速和减速变换了时空,真的把时间膨胀效应带到了弟弟的时空,他真的来到了弟弟的“未来”,弟弟明显比他老得多。

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双生子佯谬

现代科学对“双生子佯谬”的解释,只需比较哥哥和弟弟的“世界线”(闵可夫斯基四维时空中的间隔)长短即可。当然同一个事件,在任何参考系中观察的世界线是相同的。因此在任意一个参考系中讨论“双生子佯谬”,其结果是一样的。比如我们在弟弟的参考系中讨论,下图是他们世界线的比较。

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你不要觉得曲线比直线长,那是在欧氏几何,在闵可夫斯基时空中,哥哥的曲线世界线要比弟弟的直线世界线要短。因此哥哥的时间要比弟弟的慢。而他们的固有时都没有问题,弟弟经历的固有时间确实比哥哥的固有时间长,你看,时间的同时性确实发生了变化,这说明时间是实实在在存在的。

小结

总之,时间是运动变化的体现,也是客观实在性的体现,它就像物体的大小、形状、颜色、轻重、软硬一样,虽然不是实物质,但却是实物质(泛指运动变化的客观实在性)的存在体现和形式,是实实在在存在的,这是真正的时间。真正的时间是有方向的,是不可逆的,即有时间箭头的,这是时间的本质决定的。上面提到的固有时和世界线都是真正的时间。

还有一种时间就是所谓的意识心理时间,就是我们日常感到的“时间感觉”,它也有方向性,且方向性与真正的时间一致。我们觉得自己正从过去走向未来,人总是觉察到并记得过去而不是将来。至于为什么是一样的,因为在我们的知觉形成过程中受到热二定律的影响,当然也许是因果关系影响了我们对原因的学习探求过程,从而形成这种知觉。不管怎么说,两种时间箭头的方向是一致的,这种时间感觉是对真正时间的意识反映,它不是真正的时间。

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