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时间的本质:四维时空与大质量引力场的精确预测与全球定位系统

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:在相对论中,时间与空间一起组成四维时空,构成宇宙的基本结构。另外,广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构,并且在大质量(如黑洞)附近的时钟的时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟的时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做的精确预测,并且其成果已经应用于全球定位系统。

时间的本质:四维时空与大质量引力场的精确预测与全球定位系统

时间是什么?

目前,最广泛被接受的关于时间的物理理论是阿尔伯特·爱因斯坦相对论。在相对论中,时间与空间一起组成四维时空,构成宇宙的基本结构。时间与空间都不是绝对的,观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点,所测量到的时间的流逝是不同的。狭义相对论预测一个具有相对运动的时钟的时间流逝比另一个静止的时钟的时间流逝慢。另外,广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构,并且在大质量(如黑洞)附近的时钟的时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟的时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做的精确预测,并且其成果已经应用于全球定位系统

就今天的物理理论来说,时间是连续的、不间断的,也没有量子特性。但一些至今还没有被证实的,试图将相对论与量子力学结合起来的理论,如量子重力理论、弦理论、M理论,预言时间是间断的、有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。

英国伟大的物理学家、黑洞理论和“大爆炸”理论的创立人斯蒂芬·霍金撰写的《时间简史》这样描述时间的本质:时间随宇宙的变化而改变。时间是因变量。Deng’s时间公式为:

t=T(U,S,X,Y,Z,…)

式中,U为宇宙;S为空间;X,Y,Z,…为按顺序排列的事件。

时间是宇宙事件秩序的计量。

人类诞生开始,人们就知道时间是不可逆的,人从出生、成长、衰老至死亡,没有反过来的。玻璃瓶掉到地上摔破,没有破瓶子从地上跳起来合整的。从经典力学的角度来看,时间的不可逆性是无法解释的。两个粒子弹性相撞的过程顺过来、反过去没有实质上的区别。时间的不可逆性只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。热力学第二定律认为:在一个封闭的系统中(我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统)熵只能增大,不能减小。宇宙中的熵增大后不能减小,因此时间是不可逆的。(www.xing528.com)

综上所述,我们把时间的本质概括为:

时间是物质运动的顺序性和持续性,其特点是一维性,是一种特殊的物质。我们不能创造时间,我们能做的,只能是正确认识时间并有效地利用它。

时间有4个独特性质,即它的本质属性。

①供给毫无弹性。时间的供给量是固定不变的,在任何情况下都不会增加,也不会减少,每天都是24小时,所以我们无法开源。

②无法蓄积。时间不像人力、财力、物力和技术那样能被积蓄储藏。不论愿不愿意,我们都必须消费时间,所以我们无法节流。

③无法取代。任何一项活动都有赖于时间的堆砌,也就是说,时间是任何活动所不可缺少的基本资源。因此,时间是无法取代的。

④无法失而复得。时间一旦丧失,则会永远丧失。花费了金钱,尚可赚回,但倘若挥霍了时间,任何人都无力挽回。所以,曾国藩说:“天可补,海可填,南山可移。日月既往,不可复追。”

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