1、时间是什么,不知道！,2,一、时间的本质,时间，一个极其普通的事实和物理量，是从古到今就被人类真实地感知和广泛应用的自然规律。但是，时间的本质究竟是什么，为何是单向不可逆的，等等，在人类的科学理论和科学技术相当发达的现代，这是一个并非很小的小问题，而是一个仍然没有彻底解答的一个事关全局的大问题。,3,天文学虽然给时间予以了准确定义，但是，物理学领域里，无论是牛顿力学、电磁学、相对论、量子论、弦论乃至人们的心理上仍然仅仅限定于时分秒的表象来认识时间、理解时间，而没有从时间的本质上来深刻地理解和把握时间，更未对时间达成统一的认识。以至于时间在几百年以来迅猛发展的物理学中，总是存在那么多的佯谬甚至是
2、迷盲。,4,a)时间的主体,时间，既是地球上的自然现象，也是星系乃至宇宙整体的基本规律之一。关于时间的主体，就是我们平常所说的时间，究竟它是指宏观上的地球时间还是月球时间，是行星时间还是恒星时间，是星际时间还是宇宙的整体时间？是微观上分子的时间还是原子的时间，是亚原子的时间还是介子的时间？是心理时间还是自然时间？,5,b)地球时间,天,人们把地球围绕自身转轴转动一周的运动经历，称之为一天。人类在地球上对一天时间的感受方式，是借助于日出日落、月升月沉而引起的地表上昼夜的平稳交替之自然现象作为参照和对比，随之感受时间的存在和流逝。年,人们把地球绕太阳公转一周的历程，称之为地球的一年。人类对年的直观
3、感知方式是以地表上的春夏秋冬、花开花落、枝繁叶茂、果实累累等等自然景观的平稳交替为参照。,6,月，是人类在公历365天一年的这个较长时间周期中引入的一个中间度量单位。在中国农历中的月，是根据地球的卫星、月球，在绕地球转动的过程中由圆而缺、由缺而圆的一个周期，借以作为确定的参照体系而给定一个计时单位，并可以适时参照。月球绕地球一周的天数大约29.53天。由此可见，地球时间的本质，实际上就是地球在太阳系空间中的运动进程。,7,结论一：时间就是天体的空间位置及运动。,时间是天体在轨道空间中的位置及其连续不断地改变的过程，时间的流逝就是天体在太空空间中的运动及其变化和勇往直前地推进过程。进一步地，时间
4、的天体运动本性，必然表现为单向不可逆并持续不断的特性。因此，时间的概念是对天体运动规律及特性的一种描述方式。,8,二、时间是并列的,地球上一切事物、事件的发展、变化、递进等等，各种各类运动或事件乃至生命的进程，都与地球的运动相对应或并列地进行着。地球上万事万物被地球承载，这是万事万物存在的基本条件。万事万物所具有的时间特性，自然就是在地球运动的这个时间体系中同时性地并列地进行着的，并随着地球的空间运动而进行着宏观的空间运动。,9,结论二：地球上万事万物的时间是地球时间。,地球上万物所拥有和经历的时间，实质上就是地球时间本身，是随着地球的运动而不可避免地拥有和经历的时间，是地球在空间的宏观运动进
5、程中的客观体现。,10,结论三：时间是并列的,时间是天体的运动特性。运动的系统与系统之间的时间具有可比较的特性。时间的并列关系，就是这种可比较性的本质。天体系统彼此之间的时间及并列特性，是指系统与系统的同时存在、同时运动规律，这种同时性是绝对的。并列，意味着同时存在，同时发生各自的运动，这个同时性是站在宇宙的角度而统览的。显然，由于天体间的运动是纵向和横向同时性地并列地进行着的，所以，天体间的时间是并列的、是可比的。,11,如果两个物体间没有任何信息的传递，各自在进行某种周期性的运动，比如地球上的钟摆和月球上的钟摆，那么若以两个钟摆作为计量时间的标准，我们将不能从一个钟摆的时间标准去判断另一个
6、钟摆中的时间标准，但有一点可以肯定，一个钟摆在运动的同时，另一个钟摆也在运动。很显然，一个钟摆运动的历程对应着另一个钟摆所运动的历程。如果我们采用时间的说法就是，一种时间的序列总是对应另一种时间的序列。,12,运动是宇宙的基本规律，无论是宏观的天体运动，还是微观的粒子运动，通过一定的技术方法和工具，无疑可以直观地观察其运动的过程及规律。从这个意义上讲，时间是可视的。时间的纵向和横向并列关系，也是可视的。即，俯视天体系统的整个运动规律及进程，就是直观其天体的时间。,13,结论四：时间是可视的。,时间的一体化及并列关系，可以通过对宏观和微观系统的运动规律的揭示，予以简洁直观地图示。,14,三、不同
7、的时空观,牛顿的时间观：空间是绝对的，时间是绝对的，不受任何外界因素的影响，它持续不断地从过去进入未来。只是肯定了时间的存在及特征，但是却没有回答时间究竟是什么，也未说明时间不是什么、或者什么也不是.这与时间就是空间及运动的天文学本质在大部分上基本接近。,15,相对论的时间观：空间是相对的，时间是相对的，取决于运动的参照系。时间对不同运动状况的观察者是不同的，一台时钟如果本身在空间中移动得越快，它的时分秒针就会走得越慢，因此，时间放慢。即，静止参照系中的时间和运动参照系中的时间是不同的，运动参照系中的时间会存在膨胀效应。最大的特点是以时钟的快慢等同于时间，或者说是反证时间。也就是用时钟来等同时
8、间本身，特别是在所谓的高速运动中。,16,量子论的时间观：量子力学建立在统计学基础之上，时间似乎可以向前也可以向后，时间是可逆的。量子论的核心不区分时间的两个方向。热力学的时间观：认为系统的熵总是不断地增大，进而给出了事件发生的时间箭头。认为时间是单向不可逆的，存在时间之箭。,17,弦论的时间观：同相对论的时间观基本等同，并且进一步地认为时间可以卷曲或舒展，甚至认为不能给时间一个准确的定义。黑洞的时间观：黑洞是体积无限小，质量、密度、温度都无穷大的旋转的天体，一切物理定理在其中失效。它吞噬万物，时间停止。,18,宇宙学的时间观：宇宙由大爆炸开启，宇宙在不断地膨胀。宇宙的将来会收缩，最终回到大爆
9、炸的起点。时间从大爆炸开始，至坍缩为奇点止。时间从无到有，经过慢慢旅行，然后从有回到无，如此循环往复。时间可以拉长、可以压缩。,19,四、时间旅行,有很多人认为时间旅行不可行，但我更倾向于相信人类能进行时间旅行，因为那的确是件令人非常期待的事。那么怎样才能做到这一点呢？下面介绍几种可能（仅作介绍）。,20,方法一：高速运动,由于运动能造成的时间扭曲，如果我们有一艘速度达到光速99.99999%的飞船，就可以在6个月内进入公元3000年。”这种旅行是相对论的结果，它与著名的“双生子佯谬”有关，也是爱因斯坦理论的一个直接结果。,21,方法二：重力效应,重力会使时间放慢，而我们也可以验证这一点，比如
10、地球的重力每300年可以让钟表慢1微秒。为了在未来的时光中旅行，只要利用那些强度远高于地球重力的引力场，比如中子星的引力场就能办到了。,22,方法三、从黑洞开始,从物理学的角度来看，能否进行时间旅行是个自相矛盾的命题：要进行时间旅行，就需要一个被扭曲了的时空（时间一空间）；而任何物体一旦处在被扭曲的时空中，本质上就面临着巨大的危险扭曲时空产生的巨大“旋涡”将不可避免地将进入它的时间旅行者撕个粉碎。因此物理学家正试图创造出一种理论上可接受的、不以人的生命为代价的时间机器。他们的出发点便是黑洞。,23,黑洞以能吞噬包括光线在内的一切而闻名，而它同时也能使周围的时空发生扭曲这正是时间旅行需要的。黑洞
11、具有无限大的质量和极小的体积，这样的高密度使它能将时空结构撕扯成漏斗状于是就产生一个很深的凹陷，在凹陷的底部则有一个微小的裂口。,24,许多科学家都想知道裂口的另一侧存在什么。1935年，爱因斯坦和他的同事内森罗森创造了一个模型，将一个黑洞的小裂口与另一个黑洞的小裂口连接了起来，由此就将两个完全不同的时空结构通过这一条狭窄的通道连在了一起。这个结构模型当时被称为“爱因斯坦一罗森桥”，看上去就像是一个黑洞与自己在镜中的影像连成了一体。,25,这座桥将一个黑洞从内部与另一个黑洞连接的后门现在被称为蠕虫洞。理论上，利用这样一个入口就可以创造出一条穿越时空的捷径。如果时间旅行者想要欺骗时间老人几百万年
12、，这正是他所需要的。,26,方法四、乘宇宙弦回到过去,也许可以利用一种被称为“宇宙弦（cosmic string）”的假想天体使航天员回到过去。按照一些宇宙学家的说法，宇宙弦是在宇宙极早期形成的一种又长又细的天体：它无限长，但粗细不超过一个原子，而且密度极大一根几千米长宇宙弦的质量比整个地球还大。,27,在理想的宇宙弦的基础上的：让两根绝对平行的宇宙弦以接近光速的速度相互靠近，当两根宇宙弦擦身而过时，由于弦的高速运动，时空将发生显著的畸变。这时，等在附近的时间旅行者只要驾驶他的飞船围绕这两根宇宙弦飞行就能穿越时空，回到过去。如果把握得恰到好处，他甚至有可能刚好回到出发前的时间看到正准备出发的自
13、己。,28,五、时间和空间,时间和空间在一定条件下可以互相转化，物质在运动时产生时间，同时它也通过空间，运动时间越快，空间收缩越厉害，当达到光速时，物质收缩为一点。由此可见时间在膨胀，空间反而收缩，时间在一定程度上转化为空间。,29,六、Fantasy,在我们所存在的宇宙之外，会不会存在着许多并行的宇宙，彼此之间用黑洞（或白洞）相联系，来交换物质与能量，甚至是时空呢？如果黑洞和白洞是相连的，那么它们之间的门存在于第几维中呢？会不会光在通过此门时也会迷路呢？如果我们的时空是十一维，而我们所能感受的只有四维，那么黑洞会不会是通往其它七维的通道呢？,30,如果时空是弯曲的，会不会存在光不认识的路径呢？如果存在，欺骗时间老人实在是太容易了！人们也就能“看”到光锥之外的时空了。时间本身会不会够成一个环呢？只不过这个环接近无穷大，以至于在局部相当于一个有确定方向的直线，时间从一个奇点出发，最终到达另一个奇点，而这两个奇点是相连的。,31,谢谢大家！,