“时间” 的本质是什么？21

本系列文章预计会有30个章节，这套文献将系统讲物理学系统本身，这里是第九季第21篇

--预计阅读7min--

Hello，大家好，这里是Masir的物理学第九季专栏，本篇开始我们来聊聊有关时间的话题，我们会由浅入深仔细谈谈“时间。

“在我们这个宏观世界中，时间就是一切，如果我们掌握时间就可以掌握一切，想通了时间运行的机制，那么我们做任何事都会所向披靡。”

这句话是我在物理学专栏第二季的时候写的，不过现在看来这句话不够严谨，应该说是从物质角度来说。我们人类所能掌握时间机制无非就是时间管理，提升效率。

但是从物质本身来看，物质会随时间的演化过程消散，这犹如熵增，美好的事物总会消逝，包括你我。如果物质本身能运行时间倒流的机制，那么真就是——永恒。

可，时间与空间是整个宇宙的难题，理解它们谈何容易。

好在于，从宏观角度来看，时间给了我们一切物理的运行规律的感觉。

没错，是感觉。

你看，当你用键盘打字的时候，每一个键盘按下去之后都有一个时序，这个时间线的排布方式就是，你按了键盘，键盘的触电接触了矩形按钮，按钮触发了电路通断，通断让键盘的主芯片接收到通断信号通过蓝牙传递到电脑蓝牙USB接收模块，蓝牙接收模块又通过复杂的其他电路模块最后传到电脑CPU ，CPU再让显卡经过一系列动作显示在液晶屏。

硬件是如此，软件也是如此，甚至我们打开网页所触发http请求也是一样的机制，我发出请求，你给出响应，即使是瞬时完成也是有先后的。

在古代，其实时间的概念是模糊不清且又神秘莫测的。

希腊人认为时间都是有周期的。古希腊的柏拉图提出“理念”是永恒的，就需要有一个与永恒对应的“时间”。

所以，时间是“永恒”的“映象”。柏拉图说，造物主给“永恒”创造了一个“动态相似物”——“时间”。时间不停地流逝，模仿“永恒”；时间无始无终，循环流逝。

而对时间重要性的认识，则是亚里士多德在对物体运动的研究中发现的。

亚里士多德认为，时间是运动的计数；时间是运动持续的量度；时间是循环的；时间的出现，使对运动的测量成为可能，使我们可以区分快、慢和静止。

虽然亚里士多德并没有把时间作为一个抽象的数量参数，但他认为“时间就是运动”的观点极具突破性。

孔子说，时间像流水一样，日夜不停。

《论语》:“子在川上曰：逝者如斯夫，不舍昼夜。”

中国古人相信时间有周期，但不是简单地重复，年年岁岁花相似，岁岁年年人不同。

那么，到底什么是时间？爱因斯坦说，时间是我们根深蒂固的幻觉。

时间具有两个基本性质，测度性和流逝性。

首先把时间测量和运动定律联系起来的是大数学家欧拉，他说：“如果以某个给定的循环过程为单位时间，而发现牛顿第一定律成立的话，这个过程就是周期的。”

法国科学家庞加莱在《最后的深思》一文中认为：“时间必须成为可测量的东西，不能被测量的东西不能成为科学的对象。”

物理学的理解很简单，时间就是计时。

精确的计时其实都暗含一个重要假定，就是修定了周期性运动的存在。时间的存在，其本身也许就暗含了周期性运动的存在。

当我们说时间是均匀流逝的时候，这也暗含了一个假定，至少存在某种周期性运动，它的周期不变。几乎所有的周期性运动的周期在相互比较之下，都是不变的，这是一个基本物理事实，至少在所谓惯性参照系中是成立的。

时间的这个特点确实是一个奇迹，也就是说，时间真的是均匀流动的。

也许只有物理学家和学习过物理的人才知道，时间的均匀流逝还有一个重要后果，那就是能量守恒。

中山大学教授李淼在他的著作《三体中的物理学》一书中写道：“时间是一切物理学理论的基础。为什么？我们不知道答案。”

综合上述可以看出物理学家，至今都没有理解时间的本质到底是什么。也许是影响时间定义不明确的是微观世界中那个鬼魅般的光子罢了！

那么，时间到底是什么？

时间是物理学中的一个基本概念，但对其本质的理解和描述在不同的物理学理论中有所不同。以下是站在物理学角度对时间的几种不同看法：

1. 经典力学中的时间：在牛顿的经典力学中，时间被视为绝对的、均匀流动的，并且与空间完全独立。它是一个一维的参数，与事件发生的顺序一一对应。

2. 相对论中的时间：爱因斯坦的相对论改变了我们对时间的看法。

在特殊相对论中，时间与空间混合在一起，形成了四维的时空结构。时间的流逝取决于观察者的运动状态，这被称为“时间膨胀”。换句话说，两个不同速度的观察者会观察到不同的时间流逝速度。(下篇谈谈）

3. 量子力学中的时间：在非相对论性量子力学中，时间仍然是一个绝对参数，但它与量子系统的演化紧密相连。舒尔定式和海森堡定式都提供了描述系统随时间演化的方法。

4. 热力学和统计物理中的时间：在这些理论中，时间的流逝与系统的熵增有关。

时间的箭头通常与熵增的方向一致，意味着宏观系统总是朝向更高的混乱度演化。

5. 量子重力和弦理论中的时间：在试图结合相对论和量子力学的理论中，时间的概念变得更加复杂。

在某些理论中，时间可能不是基本的，而是从其他更基本的概念中“涌现”出来。

6. 宇宙学中的时间：在宇宙学中，时间从大爆炸开始流逝。宇宙的年龄和宇宙历史的不同阶段可以通过对时间的研究来理解。

综上所述，时间是一个复杂且多层次的概念，不同的物理学理论为我们提供了不同的时间视角。关于时间的本质，尽管有许多理论和想法，但仍然存在许多未解之谜。

总结：

时间很复杂，物理很神奇，专注好当下，体验每一天。

好，本篇就到这里，下篇继续~

Masir 2023/10/18

于东莞

祝幸福~

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