导语:时间本身是一个没有颜色的、看不见摸不着的抽象概念,所以在网络上常常可以看到有些人认为时间本就不存在,只不过是人为地制造假象而已。其实这就是不了解时间的本质,没有意识到时间是一把无形的尺子,衡量事物变化的过程和顺序。

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01

时间对于人们的意义

1、对于时间的认识

人们根据对日出、日落等四季变化等自然规律的认识,确定时间间隔的统一划分,显示出有形的刻度,是人类认识不同地区问题和事物发展的统一标准,使人形成逻辑思维和记忆。现代文明离不开时间。

时刻是人的主观认识与地球自然法则相结合的产物。该时间比例主要为每年每分钟。一秒钟是我们每天的生活。看起来一切都太快了;但在科学研究领域,一秒(s)时间是非常长的,可以被分成毫秒(ms)、微秒(μs)、纳秒(ns)、皮秒(pm)、飞秒(fs)、阿秒(as)、平秒(fs)、阿秒(ys)等。下面的每个单位都低于秒,也就是上分的1/1000,ys等于10^-24s,也就是1亿分之一秒。

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2、最小时间单位

什么时候开始?当1s长为1s时,年月比时,1s的间隔为3亿年;在1ys时间内,大爆炸从纯能量产生了夸克对和X玻色子,光速可以提高1/6质子的1/6距离,而W,Z玻色子的寿命仅为0.33ys。

量子理论认为,人类认识的最小时间单位是普朗克时间,约为10^-43,或1000亿分之一秒。因此,人类只能了解这段时间之后的事情,比后来的事,对人类来说,没有任何意义。因此,我们无法了解普朗克大爆炸发生前的情形,更无法理解大爆炸间的奇迹。要弄清楚这一点,必须要说出量子力学的基本理论。

02

人们对于时间的认识

人对时间尺度的认识仅仅是对客观事物现象的认识,是对主观认识的界定;真正的客观时间是宇宙爆炸之后的变化过程,是分子、原子、亚原子的变化过程。因此,不管宇宙中有没有人类主观确定的时间尺度,分子、原子的变化仍在进行之中,一切事物的发生、生长、成熟、死亡的演化都在继续、发展,这就是客观时间的意义。所以,时间是客观存在的,不管人们是否认识它,它都存在,人类对时间的认识不过是对自己文明进程的砝码。

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时间膨胀效应,即在高速系统和重力系统中,时间的流动速度变慢。光速越快,重力越大,周围时空的扭曲越大,光线和时间的弯曲越慢,时间越慢。但这并非是人类主观规定的时间尺度的减慢,而是事物自身变化速度的减慢,所以是客观的。

现在,我们应该知道,放慢时间并不是抽象的时间表,而是微观的物质运动。举例来说,人类细胞,不同的细胞有不同的生活周期,在我们的地球时代,味蕾细胞大约是10天,肝细胞大约150天,肠细胞3天左右,全身所有细胞都有寿命,细胞老化,新细胞产生代替死亡的老细胞,从出生到成熟再到衰老,细胞分裂到自己的极限,细胞不再生长,人就会死亡。

人们感觉到的时间流逝在速度和重力参照系中没有改变,细胞寿命有多长,分裂有多少,死亡有100年,死亡是100年,而不是100年。因此,人为标定的时间刻度是不变的,物体内部的微观变化是不变的,只是两参考系统的时间不同。

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只有当两个参照系的人类或物质重新组合在一起时,对比才会发现,高速或重力系的人类与地球土著人过去完全不同,宇航员回来后依然年轻,而地球人则老了。但太空人自己也经历过时间,并不觉得自己长寿。

关于时间膨胀,爱因斯坦相对论有两个公式,一个是速度膨胀,另一个是引力时间膨胀。流速越快,重力时间膨胀越大,重力时间膨胀越大。相对论中速度时间膨胀的计算公式:t'=t/√[1-(v/c);重力时间的狭义相对论公式:t'=tx√(1-2GM/rc)。

人们可以利用这两个不同的公式,得出速度和质量对于时间膨胀所产生的影响。但是在速度和重力变化不大的情况下,这种膨胀是很难表现出来的。虽然很多的生命周期是不同的,但是它们对于科学研究和对于人们的引导上有非常重要的作用。

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相对于地球而言,GPS卫星的速度仅仅只是4km/秒,这不能明显地表现出时间膨胀的效应,但时间膨胀确实存在。按照公式1计算,这一速度,对应地球的时间膨胀只有1000亿分之8,每年缓慢3000秒;而GPS卫星的高度只受地球重力的影响。根据公式2,卫星的运行时间是地面时间的53倍,一年比地球快17秒。

03

对于时间膨胀理论的证实

时缩效应早已不属于单纯的理论范畴,而是无数次的观察与实验证实,它的正确性。它是研究宇宙和物理学的必要条件。相对论调整不符合这一理论,导航定位就不可能成功。例如前往火星的探测器不知道要飞到什么地方,前面提到的导航定位也是不可能的。当研究宇宙高能射线和高能粒子时,相同的粒子,其速度衰减缓慢,寿命延长,其运动变化严格符合相对时间膨胀效应。

这是为了帮助读者找出,所谓的速度和重力会使时间变慢,并非由人为决定的时间刻度变慢,而是物质内部运动变慢,意识时间感觉没有变化,这种变化可以在不同速度或重力参考系统中进行比较。因此这个变化是相对的,这就是相对论的本质。

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结语:时间或许是一种认为规定的理论的产物,这种事物人们无法了解到,因此人们根据研究的规律从而产生了时间,对于时间,人们在不断的研究中有很多的认识,研究时间或许可以帮助人们研究宇宙。