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时间真的存在?牛顿与爱因斯坦已解释,人们更愿意接受哪一观念?时间牛顿时间下的绝对时空爱因斯坦的时间时间的现实意义观察下的自由意志多种时间意义上的选择结语

作者:答案在这儿

时间对你来说是什么?是今天的计划,需要在不同的时间段里做好每一件事,以此完成当天的任务。是过去的记忆,留存在照片或者录像里,当你看见它就想起了昔日的时光。还是对未来的想象,在不同的时间里有着不一样的可能性。

人的寿命只有短短数十载,我们总是希望在有限的时间里去做到无限的可能。进入衰老后,人们可能会说:“我没有多少时间了。”

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时间对人来讲,很大程度上是一种“工具”,但不同于能握在手里的物质,时间是看不见摸不着的。作为记录的刻度,它告诉我们,在一天天流逝的时光里,要抓紧当下。而时间,是无法逆转的,过去的将永远过去并成为历史。对过去的唏嘘,以及未来的不确定性,也让不少人一直希望能够时光倒流。但时间真的存在吗?

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<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="208">时间</h1>

生活里常说的时间非常简单,一时一分一秒,表盘上行走的指针代表的正是前行的时间。这让我们对周围一切有了一个较为明确的认知,在某个时间点里我明白,知道自己该干什么,这一切所发生的事离不开时间的运转。

而在物理定义中,时间是标量,借由时间能够推导出过去、现在以及未来的序列,同时也是空间的三维体系外的第四个维度。除了这些方面,在哲学、宗教上,时间也是一直被众多学者所探讨的一个话题。

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在哲学上,有人认为时间是宇宙的基本结构,是会以序列方式出现的维度,其中一个经典代表人物便是艾萨克·牛顿。在另一个学派里,时间不是任何一个维度上的实质物,更像是一种“心智”概念,便于人的思考和对物质运动的划分。时间在这里是人制定的一种规则,是一种人为上的意义。

尽管在许多层面有着各种各样的说法,但时间在不同的人心里有着不一样的感受。从这里看来,时间在大众身上更多像是一个哲学问题而非科学问题。因为人的思考想法很大程度上来自于主观的感受,基于常识的判断,经验的思考。但如果要说,我们大部分人在时间的认识上是错误的呢?或许只是一种错觉?

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<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="213">牛顿时间下的绝对时空</h1>

在17世纪的英国,诞生了物理界的一个巨人,他便是艾萨克·牛顿。相信很多人都不陌生,从苹果掉落在他头上的那刻起,到万有引力的发现,大多数人便是在这个故事中了解到他。牛顿在学术界如此耀眼,世界上几乎没有不认识牛顿的人。

牛顿之所以被称为物理界的巨人,不仅是万有引力这一基本的发现。力学上,他阐述了动量与角动量守恒的原理。数学领域,他又和莱布尼茨发展出微积分学。这两大体系中的重要成果为后来的物理发展奠定了深厚的基础,如今微积分也已经成为数学中重要的指导工具。

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时间无处不在,任何事物都在时间这个框架里运行。牛顿在绝对时空里给予力学一个理论基础,用以描述物体在空间中运动。其中非常关键的地方在于,绝对时间不会随着任何外部作用或观察者改变。这是不可测量且感受不到的,只有通过数学的形式来进行表达,而人的观察也只有通过物体移动来观察时间的流逝。

绝对空间也同样如此,在绝对时空下的运动构建了我们所认知的这个世界。通过对物体对应的绝对时空状态的观测,我们认识到了时间的流逝。

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<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="218">爱因斯坦的时间</h1>

牛顿理论下的绝对时空长期以来都一直作为物理界的重要指导理论和工具。但到了20世纪,经典物理开始在宇宙这个空间中逐渐失效,对于时空的理论,人们也开始逐渐怀疑牛顿理论的正确性。另外,当时物理学界也由于长期没有得到实质性进展,部分科学家盲目且乐观的认为,物理发展已经到头了。直到爱因斯坦的出现,这个尴尬的局面直接被打破。

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在爱因斯坦的眼中,时间和空间是混合的,而且没有一个完全绝对的状态,物体的引力和速度都会影响时空。速度越快,时间越慢;引力越大,时间越慢。相对论在此诞生,广义相对论和狭义相对论的出现,让原有的一切发生了翻天覆地的变化。

相对论的出现绝对不是偶然,爱因斯坦在早期的科研中就发现经典力学与电磁场无法相互存在,狭义相对论在这个时候便发展了出来。而后来在重力理论中,相对论的原理可以延伸在重力场的模型建立中,广义相对论也在1915年发表。

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此后,相对论逐步取代了由牛顿创立的力学理论,彻底改变了物理学和天文学。

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="223">时间的现实意义</h1>

人们对于时间的认知很难有像牛顿与爱因斯坦这般清晰,作为普通人来讲,我们所认知的时间更多的是对于自身而言。换句话说,在牛顿的绝对时空框架中,才是我们所熟悉的时间。在爱因斯坦所论证的时空,相对运动以及不同状态下的物体,时间会有所不同,那时间真的是一种错觉吗?

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其实并不是,时间的流逝,让我们感受到了自己的衰老,年龄的增长。但每个人对于时间的感受是不同的,时间流逝的快慢对人而言可能更像是一个过程而不是结果。在相对论里,时间同样也是一种度量单位,而人类的衰老和死亡是由人自身的变化所决定。时间只是这个过程的一种客观表达,即便没有时间,人同样会老去。

另外,牛顿本身也认为,时间客观存在且无法阻止人类的消失或者诞生。时间本身是否代表着人类衰老也更像是一个哲学领域的阐述,而非科学论证。人们并不愿意接受这种理论学说,在长期的认识中,时间对于我们来说不是这么变化多样的,它是以一种相对固定的模式来运行着,指导我们的生活。时间与空间的融合让我们无法再看清楚时间本质,而人们更愿意接受原本所理解的时间框架。这也是多数人更愿意接受牛顿的时间观而非爱因斯坦的时间观的原因之一。

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但即便如此,相对论已经是事实,无法被忽视。比较典型的例子为人造卫星在狭义相对论下的影响,人造卫星极快的运转速度会让上面的时间每天慢7微秒;同时在广义相对论下,卫星距离地面上万公里,受到的引力比在地面小,卫星时间又会比地面快45微秒。这种时差效应便需要每隔一段时间对卫星进行时间校准,否则在卫星导航上便会出现问题。

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时间,原本这个非常清晰又确定的概念突然变得十分模糊,成为了让许多人疑惑不解的东西。不过有一点可以确定的是,即便时间上没有绝对的先后顺序和联系,但我们仍可以透过因果关系来确定事件先后,整理时间过程。

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="229">观察下的自由意志</h1>

如果在单纯的时间尺度下,我们也许还能够看到自身的变化。而在量子理论中,对于“意志”的阐述同样也会让人产生“错觉”,并且会出现不可知的状态。

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量子理论中最著名的实验理论便是“薛定谔的猫”,即使只是简单的听闻量子理论也会知道这个实验。在薛定谔的猫这个实验里,由于猫在盒子里无法直接被观察,猫的存活结果取决于被打开的那一刻。但问题在于,究竟是我们打开盒子的时候确认了猫的死亡还是在打开盒子之前,猫就有了变化?观测对于结果的干扰使得这个实验有了“测不准”这个理论。

猫活着或是死亡,是在观察结果之中还是对猫的生死状态意识形成之前。这两种叠加的状态,让我们有了许多种观测结果。对于我们自身而言,生活的变化发展就如同这只猫一样,难以预测,只不过有了时间这个尺度,我们能够通过周围的变化来不断纠正我们的行为,让结果朝着我们想要的那个方向去发展。

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这似乎说明了,在意识上我们先行于结果,结果本身就是意志的行为。但由于混沌的叠加态,结果可能早已发生,我们的行为不过是众多观测过程中的一个。这就导致了一个行为可能会有多种结果,“我”在不同时空下会有不同的变化,那在众多时空下,哪一个才是“我”本身呢?换句话来讲,个人的行为是否具有“我”本身的意志,在人所拥有的时间里,哪一个决定和行为才是“正确”的?

<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="234">多种时间意义上的选择</h1>

在经历了对时间的探索后,现代物理在牛顿、爱因斯坦等人以后,量子力学及其相关的研究也在快速发展。物理学家对于世界的认知有了革命性的改变,不再是以往单纯的看待这个世界。

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科学家对于时间的描述建立在物体的运动之上,而对世界的认知更像是透过投影看本质,究竟什么是错觉,什么真实?这无法定义。但要说用量子力学来解释自然,如同用相对论去解释人体衰老一样,并不准确而且不够客观,它们实际上描述了我们对自然的一种看法。

量子态里的塌缩现象导致的结果混沌是众多科学家所不喜欢的,最直接的原因在于其中的“概率”问题。一直以来我们的物理学术都在通过不同的定律、规律去描述、认识这个世界,但塌缩让一切定律在观测中变得不可信。

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人们都是通过自己的感官和感受来了解周围,经由思考和学习来对世界进行系统的阐述。当今的科学已经不能够再用单一的手段去探究问题本身,众多的学科穿插成为很常见的现象。如果从哲学意义上来说时间,相信每个人对此都有自己的认知和看法。时间到底是真实存在还是一种运动问题?

如果它是一种标有刻线的尺度,就不存在时间流逝,因为它是对称的,过去和未来的时间本质上没有任何区别。如果它是流动的时间,“现在”这个时刻不断地向前流动,而这个时刻在变化中所经历的将来、现在、过去会有着不同的性质。时间是不对称的,未来1秒和过去1秒也会不同。

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<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="240">结语</h1>

我们无法掌握时间,也看不清未来的变化。但我们可以感受到时间的流逝,牛顿和爱因斯坦这两个伟大的物理学家也早已揭示了“时间”的一切。而在当下我们可以做出每一个选择,无论你是认同或者选择哪一种时间的概念,你的每一个选择都是正确的。即便在不同的时空下,无论选择与否,变化本身这个“选择”仍然会造就未来的你,活在当下便是最好的。

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