江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 科技 > >

科学|时间是宇宙的一部分吗？为什么有很多科学家认为时间不存在( 二 )


在经典物理学中 ， 时间也必须有一个连续性的概念(物理学家称之为“度规”) ， 以确定两个事件之间的距离 。当我们说奥林匹克短跑运动员博尔特特每小时能跑43公里时 ， 我们必须能够计算出每小时有多长 。与事件序列一样 ， 时间的持续时间与观察者无关 。如果Alice和Bob在15点离开学校 ， 走各自的路 ， 然后在18点回家 ， Alice会和Bob经历同样的时间 。
基本上 ， 牛顿提出世界上应该有一个主控计时器 ， 它以一种独特而客观的方式记录下一个时刻 。牛顿的物理学只以时钟的滴答声为依据 。此外 ， 牛顿觉得时间在流动 ， 它的流动告诉我们未来的方向 ， 但是这种额外的性质对于牛顿的运动定律来说是不必要的 。
牛顿对时间的解释今天对我们来说可能已经过时了 ， 但如果你稍微想一想 ， 你会发现它令人惊讶 。它的许多特征在逻辑上是不相关的(如序列、连续性、连续性、同时性、流和方向) ， 但它们都包含在牛顿称为“时间”的定时器中 。这些特征组合非常成功 ， 以至于近两个世纪以来都没有得到纠正 。
袭击发生在19世纪和20世纪初 。第一波是对奥地利物理学家路德维希·博兹曼的研究 。他的结论是 ， 时间没有内在的方向 ， 因为牛顿定律在时间上向前或向后同样可行 。因此 ， 他认为过去和未来之间的差异不是时间固有的 ， 而是源于宇宙组织物质的不对称方式 。物理学家们仍在争论这一论断的细节 ， 但博兹曼令人信服地消除了牛顿时间的一个特征 。
下一波攻击来自爱因斯坦 ， 他放弃了绝对同时性的概念 。根据他的狭义相对论 ， 事件是否同时发生取决于你跑得有多快 。事件的阶段不是时间或空间 ， 而是它们的组合——时间和空间 。如果两个观察者以不同的速度移动 ， 他们会对事件发生的时间和地点有不同的看法 ， 但是他们对事件在空间和时间上的位置没有不同的看法 。时间和空间是次要的概念 ， 就像爱因斯坦的大学老师、数学家赫尔曼·闵可夫斯基(Herman Minkowski)的一句名言:“它们会逐渐消失在幻觉中 。”
1915年 ， 爱因斯坦的广义相对论诞生 ， 狭义相对论被扩展到引力领域 ， 情况变得更糟 。重力会扭曲时间 ， 所以这里经过的一秒和那里经过的一秒可能不一样 。原则上也很少同步时钟并保持同步 。你无法想象这个世界在一个时间参数的基础上一个接一个地运行 。在极端情况下 ， 世界可能根本不会被分割成一个个瞬间 。这样 ， 就不可能说一件事比另一件事发生得早或晚 。
科学|时间是宇宙的一部分吗？为什么有很多科学家认为时间不存在
文章图片

文章图片

广义相对论中有许多函数使用“时间”这个术语:坐标时间、局部时间(也称为“原始时间”)、全局时间 。一般来说 ， 它们在同一时间做了很多牛顿做过的事情 ， 但是单独来看 ， 它们没有一个配得上这个术语 。要么物理学不听这些时钟的声音 ， 要么即使它听了 ， 它们也只适用于宇宙的一小块区域或某个特定的观察者 。虽然物理学家现在认为时间应该被排除在统一理论之外 ， 但是我们有充分的理由说时间自1915年以来就“消失”了 ， 但是我们还没有完全理解它 。


推荐阅读


上一篇：科学|人类找不到外星智慧生物的原因是什么？这5种假说可以直观的解释

下一篇：科学|神秘的银河系信号来自远古恒星，而不是暗物质