时间

来自中文百科专业版
跳转至: 导航搜索
日晷:中国古代在白天通过测日影定时间的仪器。“日”指“太阳”,“晷”表示“影子”,“日晷”的意思为“太阳的影子”

  时间汉语拼音:Shijian;英语:Time),是事物的存在过程,是所有事物皆具有的天然属性。时间是存在的表征,是过程的记录,是人们描述事物存在过程及其片段的参数。

  时间是判别一般事物是处于静止阶段还是运动变化阶段的关键。

  一般事物都有其开始的一刻,也有其结束的一刻。但至少有一个事物除外,这就是绝对空间。绝对空间的存在过程——绝对时间就无始无终。而其它事物的存在过程都可对应于绝对时间的某一部分。当然,其它事物的时间在一定条件下也可相互对应。

  自然界中有的事物呈现出大致周期性的运动或变化,人们便以其周期来表识和衡量时间,这些事物也就成为人们天然的计时器。不仅如此,人们还根据事物运动、变化背后所包含的科学原理,造出了精度越来越高的人工计时器。需要注意的是,任何计时器度量出的时间都是其本身存在过程的反映,不一定代表其它事物的存在过程。虽然如此,人们还是可以在一定的条件下或通过一定的转换,用其来描述其它事物存在过程的长短和所处阶段。

  时是对物质运动过程的描述,间是指人为的划分。时间是思维物质运动过程的分割、划分。

  时间是人根据物质运动来划分的,不是本来就有的,宇宙中的“时”本来是没有间的。物质运动需要耗费“时”,但是如果不把“时”分割成间,我们的思维就无法识别“时”,我们之所以能思考,是因为思维能对物质世界命名,物为实,思为虚,思命物以虚名,为思所用。没有进行分割过的“时”,无法被命名,无法进行区分,只有分割成“时间”后,才能被思维所用,因为分割后可以命名了。比如我们把地球绕太阳一周的运动过程划分为一年,地球自转一圈的运动过程划分为一日,这样的划分便于思维使用数字符号来计算。如果你不是生活在地球上,绝对不会以地球的运动过程来分割时。所以,时间不过是人为了便于思维思考这个宇宙,而对物质运动进行的一种划分,是人定的规则,而并非什么自然规则。间是人为的划分,怎么分都可以。

  在科幻小说中,时间旅行是一大热门题材之一。

哲学上的时间

  对时间的考虑也始终是哲学的问题。

  时间是不可分的还是可分的呢?这是困扰哲学家几千年的题。古希腊哲学家芝诺提出两个悖论-飞矢不动悖论和阿喀琉斯(Achilles)悖论,讨论时间的可分性。

  所谓的时间变快变慢指的是什么? 相对什么?最快而又最慢的是时间,最长而又最短的是时间。

  也有人认为,时间就是一种物质内在或外在的一切变化的记录。如果一个封闭的环境中,物质不存在任何变化,或者不存在物质,时间也同样不会存在。

物理学上的时间

  目前最广泛被接受关于时间的物理理论是阿尔伯特·爱因斯坦的相对论。在相对论中,时间与空间一起组成四维时空,构成宇宙的基本结构。时间与空间都不是绝对的,观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点,所测量到时间的流逝是不同的。 狭义相对论预测一个具有相对运动的时钟之时间流逝比另一个静止的时钟之时间流逝慢。在一九七一年,物理学家哈菲尔(Joe Hafele) 与基廷(Richard Keating) 做了证明。他们将高度精确的原子钟放在飞机上绕着世界飞行,然后将读到的时间与留在地面上完全一样的时钟做比较。结果证实:在飞机上的时间流逝得比实验室里的慢。据爱因斯坦的理论,当移动的速度越快,时间流逝速度越慢,当移动速度达到光速的一半时,时间约慢13%。

  另外,广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构,并且在大质量(例如:黑洞)附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做精确的预测,并且其成果已经应用于全球定位系统。

  就今天的物理理论来说时间是连续的,不间断的,也没有量子特性。但一些至今还没有被实验证明过的,试图将相对论与量子力学结合起来的理论,如量子引力理论,弦理论,M理论,预言时间是间断的,有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。

  根据史提芬·霍金(Stephen W. Hawking)所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式,显示宇宙的时间是有一个起始点,由大霹雳(或称大爆炸)开始的,在此之前的时间是毫无意义的。而物质与时空必须一起并存,没有物质存在,时间也无意义。不过最近,霍金推翻了他自己的理论。

  从人类的开始人们就知道时间是不可逆的,人出生,成长,衰老,死亡,没有反过来的。玻璃瓶掉到地上摔破,没有破瓶子从地上跳起来合整的。从古典力学的角度上来看,时间的不可逆性是无法解释的。两个粒子弹性碰撞的过程顺过来反过去没有实质上的区别。时间的不可逆性只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。热力学第二定律说在一个封闭的系统中(我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统)熵只能增大,不能减小。宇宙中的熵增大后不能减小,因此时间是不可逆的。

天文学上的时间

  最早研究时间的科学不是物理学,而是天文学。天文学的一个最重要的任务就是测量时间,从确定日的长短,四季的变化,到制定历法。在古代中国和在西方一样,制定历法的需要是推动天文学理论发展的重要因素之一。

  今天的天文学已与历法或时间测量毫无关联了,但天文学观测对时间概念的发展依然非常重要。天体发出的光到地球上被观测到需要一定的时间。离地球越远的天体发出的光需要的时间也越长,因此对宇宙越远的地方的观测也是对宇宙越古老的时间的观测。现在最被公认的宇宙学理论(宇宙大爆炸理论)认为时间与空间和宇宙内的质能一样是在140亿年前产生的。目前的天文学观测估计宇宙的扩展是没有尽头的,因此时间也应该是没有尽头的。

古代中国的时间观

  时间是一种客观存在。时间的概念是人类认识、归纳、描述自然的结果。在古中国,其本意原指四季更替或太阳在黄道上的位置轮回,《说文解字》曰:时,四时也;《管子·山权数》说:时者,所以记岁也。随着认识的不断深入,时间的概念涵盖了一切有形与无形的运动,《孟子·篇叙》注:“谓时曰支干五行相孤虚之属也。”可见时是用来描述一切运动过程的统一属性的,这就是时的内涵。由于古代人们研究的问题基本都是宏观的、粗犷的、慢节奏的,所以只重视了“时”的问题。后来因为研究快速的、瞬时性的对象需要,补充进了“间”的概念。于是,时间便涵盖了运动过程的连续状态和瞬时状态,其内涵得到了最后的丰富和完善,“时间”一词也就最后定型了。

时间单位

  时间的基本国际单位是秒。它现在以铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间为标准。

计时仪器

  中国古代的计时仪器有太阳钟和机械钟两类。太阳钟是以太阳的投影和方位来计时,分别以土圭、圭表、日晷为代表。由于地球轨道偏心率以及地球倾角的影响,真太阳时和平太阳时是不一致的,机械钟应运而生,代表有水钟、香篆钟、沙漏。