|
|
|
14.时间性质
时间，《新华字典》的解释是：一切物质不断变化或发展所经历的过程。时间只记录已经发生了的历史，历史一但被时间记录，就不会再有丁点的改动了。宇宙间除了臆想，没有任何速度能快过时间。即便是臆想，也只能在某一时段快过时间，在其它时段里只能跟在时间后面。所以，人们不可能穿过时空而回到过去，并改动历史。时间没有经过的历史，是不会被记录的，即使人类穷尽心智，也只能预测出极小部分的历史，至于安排将来的历史，能做到的部分则更是少之又少。但是，人类却可以安排时间，来大致决定历史的某一部分（或事件）的走向用来方便生活和生产。于是，格林威治时间便诞生了。格林威治是英国伦敦的一座小山峰，英王查理二世在山顶上建立了皇家天文台。1884年6月26日。国际经度会议通过决议，通过格林威治天文台的经线为本初子午线，即零度经线，以此计算地球上的经度；以格林威治为世界时区的起点；以格林威治天文台的记时仪器来校准时间。1924年，格林威治天文台第一次通过英国广播公司向太空播发时间信号，是全世界都可以根据信号来校正自己的钟表，格林威治时间从此成为了全世界的公时。这个公时是定义得很好的严谨而又科学的时间制，它是人类安排生活的基础，有了这个基础，人们才能很好的安排工作和学习。
时间永远向前飞跑，所以人们只能够记住过去而不是未来。由于时间有这样的特性，于是人们便发明了时间单位来记录时间。《大同书》说：“若一时之内，今中国分百刻，于一刻之中分六十秒，于一秒之中分六十分，于一分之中分六十微。”所有的普通人都相信，人们可以毫不含糊地测量两个事件之间的时间间隔，只要用好的记时器，不管谁去测量，这个时将间是一样的，时间相对于空间是完全分开并独立的，这是一般人所知的常识。
《西游记》说：“天上一日，地上一年哩。”天上和地上的时间是否真的不一样呢？哈佛大学的庞德和雷勃卡在1960年的一次陆地上的实验打破了人们传统的时间常识，他们利用质量和能量的等价原理，计算出塔顶和塔底的两只钟1亿年后将会相差1秒。他们的实验证明了引力场中的不同点时间以不同的速率流逝，通俗的说法就是引力扭曲了时间。爱因斯坦指出，引力不象其它种类的力，而只不过是时空不是平坦的这一事实的后果，时空是由于在它的质量和能量的分布而变弯曲或“翘曲”的。
牛顿的万有引力定律告诉我们：任何两个物体都相互吸引，其引力大小与每个物体的质量成正比。所以，世界上没有任何东西是处于绝对静止状态的，缺乏静止的绝对的标准表明，人们不可能决定在不同时间发生的两个事件是否发生在空间的同一位置。例如在火车上一只球直上直下地弹跳，在1秒内两次撞到同一点上。在车上的人肯定会说球是在同一位置的。而在车外的人看来，这两次弹跳发生在大约相距百米的不同位置。这样，绝对位置（或称为绝对空间）已经被牛顿终结。
相对论终结了时间的观念，作相互运动的观察者对同一事件可以赋予不同的时间和位置，没有哪个观察者测量比任何其他人更正确，但所有这些测量都是相关的。由于相对论不存在一个唯一的绝对时间的观念，每个观察者都有自己携带的计时器测量的时间，不同观察者携带的计时器的读数不必要一致。麦克斯韦方程预言：不管光源的速度如何，光速应该是一样的。这跟麦克尔逊——莫雷实验相一致。相对论说不管观察者以任何速度作自由运动，相对他们而言，他们测量到的光速是一样的。这个简单的观念有一些非凡的结论，最著名的莫过于质量和能量的等价原理。牛顿力学认为当一个物体静止时，它的动量为零，相应的能量也为零。而质量和能量等价原理却认为：当一个物体静止时，它还具有它的质量乘以光速平方（E=mc的平方，E是能量，m是质量，c是光速）那样大的能量。隐藏在这个质量中的能量，在1938年被两个德国的物理学家奥托·哈恩和弗利兹·斯特拉斯曼试图劈裂一个原子核时，戏剧性地显示了释放这种能量的实际可能性。人类从此学会了释放包含在物质中的巨大能量，这种静止能量的释放即能造福人类，也能发展成核武器毁灭人类。
当物质以光速或者接近于光速运动时，我们才能感受到平常我们所认为的严谨而科学的绝对时间的不对，如果有一光脉冲从一处发射到另一处，在相对论中，所有观察者测量到的光速是一样的，而在光走过的距离上不能取得一致意见，所以他们对光要花多少时间也不能取得一致意见。这个时间正是用光速去除光所走过的距离，对所有观察者而言，光速总是一样的，而光走过的距离则他们各有各的测度，这就终结了绝对时间的观念。这个结论在粒子加速器中，每天都得到验证。在实验者的观察，高速运动的亚核粒子生存的时间要比那个相对于实验者静止的粒子长。实验者的计时所测到的粒子生存时间则依赖于实验者相对于粒子的运动速度，相对运动的速度越快，所测到的粒子生存时间越长。这个生存时间只能是用粒子自身的计时器测得的，而不是实验者测得的。否则，还必须说明粒子与实验者之间的相对速度，这种生存时间不是一个内禀的物理量，因此，会因不同的实验而异。
以常速相互运动的两个观察者感受到的时间流逝是不同的，所以，时间和空间必须结合起来形成时空，时空的概念才是真正的时间性质。在洛伦兹变换中，时间的变换依赖于空间，同样，空间的变换也依赖于时间，两者间的数学公式中的变换关系必须满足两个以常速相对运动的观察者观察到的光速相同。在广义相对论中，空间和时间变成为动力量：当一个物体运动时，或一个力起作用时，它影响了空间和时间的曲率；反过来，时空的结构影响了物体运动和力作用的方式。这就是时间的性质。
引力场的出现改变了时空中各点的相对位置，这以在哈佛塔测量时间的实验中得出了引力场扭曲时空的结论。时间除了被扭曲外，还有许多古怪行为，比如用虚数测量的时间，是不能和空间方向区分的，假如一个人在虚时间里向前走，也表明他正是在向左，向右，向后，或者向任何方向走。这个性质很重要，当人们试图统一引力和量子力学时，必须引入“虚”时间概念。法国的拉普拉斯侯爵在《世界系统》:“说因而宇宙中有一些极大的天体是看不见的。”他还指出，即使是光也可能不能运动得快到足以逃离极端致密的天体，高密度的天体会把光拉回去。这就是现在称为黑洞的物体，人们通常都认为黑洞里没有事件发生，一切物质在黑洞里都内有变化和发展的过程。也就是说黑洞里面没有历史，这就意味着黑洞里面是没有时间的。然而有趣的是，黑洞的周围却是有时间流逝的。虽然黑洞内部没有历史，但整个黑洞却是有历史和时间的。不论是狭义相对论还是广义相对论，以及牛顿定律，甚至量子力学对这里的事件及现象都不能做科学的解释。这里有它的另一套科学定律及时间。
大同社会的时间将更科学，为人类服务的功能将更完善，更周到。由于全球的地理状况不同，各区域
处在不同的经纬度上，有很大的时间差，这一自然状况是人们无法改变的。所以，大同之世除了采用公时制作为全球的时间换算标准外，还允许各区域有自己的区时间。 | 
加入书签