时间到底是什么 时间的本质深度解析


时间到底是什么 时间的本质深度解析

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据英国《新科学家》周刊网站6月15日报道,我们呱呱坠地;我们活着;在某个时刻 , 我们等待死亡降临 。认为我们的存在受到时间限制的观念是人类经验的根本 。我们无法与之抗争——说实话,我们根本不知道自己在与什么抗争 。时间是一个普遍性,我们所有人——尤其是物理学家——都未能抓住它的本质 。但时间为何如此让人捉摸不透?南丹麦大学理论物理学家阿斯特丽德·艾希霍恩说:“如果我们能够很好地回答这一问题,那么它就算不上什么问题了 。”
从某种角度来看,时间很简单:因为有了它,事情才不会一股脑儿地在同一时间发生 。或许说来轻巧,但至少在这一点上大家都能达成共识 。艾希霍恩说:“时间,其实就是事情的因果关系 。”
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宇宙扩张的想象图(资料图片)
【时间到底是什么 时间的本质深度解析】 这样看来,时间的存在可以被解释为某种宇宙的先决条件 , 在这其中,一些事情导致其他事情发生 。而生活在其中的智慧生物则可以提出“时间是什么”这类问题 。除此之外,时间的本质是神秘的 。例如,为什么事物只能沿着时间的一个方向行进发展,但在三维空间中可以在多个方向移动 。
从牛顿的运动定律到量子力学,大多数物理学理论回避了这类问题 。在这些理论中,时间是一个“独立变量”,其他事物会改变 , 但任何东西都不能改变时间 。从这个意义上说,时间存在于物理学范畴之外,就像独立于宇宙之外一个节拍器,而宇宙中的一切则依照节拍徐徐展开 。
爱因斯坦在20世纪初提出的相对论则拿捏住了这一虚无缥缈的问题 。在相对论中,时间是一种物理的、动态的东西,与空间融合形成时空——即宇宙架构本身 。时空不是绝对的,而是相对的,因运动和重力而扭曲 。如果你的速度够快,或者你处在一个强大的引力场中,时间就会放慢速度 。
时间的相对论带来了广泛的结果 。由于没有专门的方式定义时间的流逝,因而也就没有专门的方式来定义“当下” 。爱因斯坦的结论是,所有的“当下”——过去、现在和未来——必须同时存在 , 这种被称为“四维块状宇宙”的图景与人类的感官直觉可以说完全相悖 。
之所以会出现这种不匹配,是因为在我们的宇宙中,光速是有限的 。我们只能局限于某种速度来感受周围 。因而人类注定无法以神的角度来观测到这种固体块状宇宙 。
北卡罗来纳州立大学的宇宙学家凯蒂·马克说:“实际上,因果关系牢牢地禁锢了我们的感知 。我们的经验以及任何影响我们的东西都受到了因果关系的强烈限制 。”
时间的神秘不止于此 。据我们所知,宇宙始于138亿年前的一次大爆炸 。爱因斯坦的广义相对论把时间作为宇宙物理结构的一部分,它还暗示,时间本身是有开始的——或许也是有结束的 。正如量子理论所暗示的,宇宙之外不可能存在永恒的节拍器在不断地滴答作响,因为这样的来源必须独立于空间与时间之外 。这在相对论和量子理论之间形成了一个当下无法逾越的鸿沟 。艾希霍恩等研究人员希望能够跨越这一鸿沟 , 朝着更加统一的物理学图景——一幅对时间拥有完全不同构想的图景迈进 。
许多“量子引力”理论提出,如果你能放大到非常接近爱因斯坦时空结构 , 即放大到最细微的程度,也就是所谓的“普朗克尺度”,你就会发现一个子结构——一种量子像素化 。这将打开全新可能性的大门 。艾希霍恩说:“很可能,物质世界中空间和时间的量子结构,与仅仅存在于头脑想象中的只包含空间和时间的宇宙有所不同 。”

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