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給時(shí)間下個(gè)精確的物理定義 已有25人參與
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時(shí)間是什么？千百年來讓無數(shù)科學(xué)家和哲學(xué)家頭痛不已。這篇文章給大家一個(gè)全新的、精確的解釋。 時(shí)間在物理學(xué)中是個(gè)基本但又不容易定義的概念，如果我們問一句，時(shí)間到底是什么？恐怕這個(gè)世界任何一個(gè)物理學(xué)家都不好回答。 1 5 0 0 年前的北非希波主教圣•奧古斯丁說過這樣的話：" 至于時(shí)間是什么？如果沒有人問我，我知道, 如果我想要向詢問者加以說明，我便不知道" 。這個(gè)家伙說的是要無賴的話，意思大概是時(shí)間是什么這個(gè)問題只能意會(huì)卻不能言傳。 牛頓認(rèn)為：" 絕對(duì)的、真實(shí)的數(shù)學(xué)時(shí)間就其本質(zhì)而論，是自行均勻地流逝的，與任何外界的事物無關(guān)。" 在牛頓看來，時(shí)間就像一條川流不息、永遠(yuǎn)不變的河流。 很多哲學(xué)家、物理學(xué)家將時(shí)間與運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系在一起。 比如柏拉圖認(rèn)為：時(shí)間是運(yùn)動(dòng)著的永恒的形象。 亞里斯多德說：只有當(dāng)我們已經(jīng)把握住運(yùn)動(dòng)時(shí)，才能領(lǐng)悟時(shí)間。 馬克思、恩格斯指出：時(shí)間是一種客觀的存在，是運(yùn)動(dòng)著物質(zhì)存在的一種形式。 愛因斯坦也說過：" 時(shí)間實(shí)際上是鐘的讀數(shù)，這個(gè)鐘可以是地球的轉(zhuǎn)動(dòng)，沙漏、脈搏的計(jì)數(shù)，地球沉積的厚度、輻射衰變的產(chǎn)物、或銫原子振動(dòng)的計(jì)量，他們具有一種共同的標(biāo)準(zhǔn)，都是自然的機(jī)械裝置。 但也有一些哲學(xué)家、物理學(xué)家給時(shí)間下的定義很古怪，比如： 洛克說：時(shí)間是一切存在的公共尺度。 康德說：時(shí)間是感性直觀的純形式。 法國(guó)哲學(xué)家柏格森堅(jiān)持認(rèn)為時(shí)間是人的直覺和神秘的" 創(chuàng)造性的破裂。" 這句話很是讓人摸不著頭腦。 也有很多哲學(xué)家、物理學(xué)家，比如貝克萊，休漠•馬赫都傾向?qū)r(shí)間歸于人的意識(shí)在一種表現(xiàn)。 相比之下，哲學(xué)家黑格爾給時(shí)間下的定義很簡(jiǎn)單：時(shí)間只不過是我們?nèi)藢?duì)過去的一種回憶而已。但就是這最簡(jiǎn)單的定義，又是最接近正確的答案，這將在以后詳細(xì)地加以說明。 時(shí)間有很多原因讓人捉摸不定。 我們?cè)谏砩虾托睦砩系慕?jīng)驗(yàn)上，都能感到時(shí)間在流逝，可是，如果時(shí)間流逝的速度是多少，每秒鐘流過多少？這顯然是一個(gè)荒謬的問題，時(shí)間的流逝速度要有一個(gè)超時(shí)間的東西加以衡量，但這個(gè)超時(shí)間本身也在流逝，那就要有一個(gè)超超時(shí)間加以衡量……如此等等，以至無窮。時(shí)間本身是不是一個(gè)隨時(shí)間變化的過程這一問題，往往把人們引入一個(gè)無法擺脫的惡性循環(huán)中。 時(shí)間在邏輯上要加以證明也歷來出現(xiàn)麻煩，歷來的邏輯學(xué)家們往往對(duì)時(shí)間懷有特殊憎惡的心情。比如說我們要定義" 過去" ，可以把" 現(xiàn)在" 作為參照系，但又怎么定義" 現(xiàn)在" 呢？如果用" 過去" 定義" 現(xiàn)在" ，那又是同意反復(fù)，如果用" 現(xiàn)在" 本身定義著自己，又陷入循環(huán)定義的矛盾之中。此外，過去可以視為不可改變的，決定了的，但要在邏輯上根據(jù)某些規(guī)律，卻無法說明為什么是決定了的。不可改變的？ 難怪哲學(xué)家懷特海無限感慨地說：要對(duì)時(shí)間這個(gè)大自然的創(chuàng)造過程加以沉思而不痛感人類知識(shí)的有限實(shí)不可能！" 要想搞清楚時(shí)間具有什么樣的物理性質(zhì)，給時(shí)間下個(gè)嚴(yán)格的物理定義，讓我們先從討論" 事" 和" 物" 開始。 對(duì)于生活在這個(gè)自然界中，我們所觀察到的各種東西和各種現(xiàn)象那可真是五花八門、形形色色復(fù)雜到了極點(diǎn)。但是仔細(xì)一分析，可以把他們分為兩大類，一類為物、一類為事。像我們眼前的一座山、一棵樹、一個(gè)人、一條河……這都是物；人的思想，河水的流動(dòng)，樹的生長(zhǎng)……這些都是事。物是產(chǎn)生事的根源，事是物的表現(xiàn)，通過事我們可以認(rèn)識(shí)物，事是依據(jù)物而存在的。沒有物就不會(huì)有事，反過來未必是正確的，沒有事物卻照樣存在。 我們?cè)谡J(rèn)識(shí)這個(gè)自然界時(shí)，應(yīng)該要嚴(yán)格區(qū)分什么是物，什么是事。遺憾的是，我們有很多物理學(xué)家（不單單是普通人）常犯這方面的錯(cuò)誤，他們常常把某些事說成是物，或者對(duì)某些事不了解，簡(jiǎn)單地認(rèn)為是一種特殊的物質(zhì)所起的作用。 比如，歷史上人們對(duì)熱的認(rèn)識(shí)，十七世紀(jì)，人們認(rèn)為熱是物體里所含的一種特殊的物質(zhì)，稱之為" 熱質(zhì)" 。甚至有的學(xué)者認(rèn)為" 熱質(zhì)" 是守恒的，物體所得到的" 熱質(zhì)" 總是另一些物體所失去的而不是憑空產(chǎn)生的，現(xiàn)代人們很清楚" 熱質(zhì)" 說是錯(cuò)誤的。熱現(xiàn)象只不過是物體內(nèi)分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，熱只是一種現(xiàn)象而已，它屬于" 事" 的范疇，把它看則是物，這就是典型的" 事" 和" 物" 不分的思想。 這個(gè)有關(guān)" 事" 和" 物" 的討論有助于我們搞清楚物理概念是如何產(chǎn)生的。 物理學(xué)是借助物理概念而展開的。物理學(xué)剛開始處于萌芽時(shí)也好，發(fā)展到今天也好，所有的物理概念無非是人們對(duì)自己所處的物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)結(jié)果。我們是怎么認(rèn)識(shí)這個(gè)物質(zhì)世界的呢？首先是通過感覺，感覺到這個(gè)我們所處的物質(zhì)世界的各種現(xiàn)象，然后我們大腦把這些感覺加以分析、概括，最后再形成物理概念。 比如，人們用眼睛看到花草的紅紅綠綠，天空的湛藍(lán)，人們?cè)儆妙^腦一加工，便有了顏色的概念。人們用皮膚去感覺冰的冷、開水的燙，大腦再一加工，便有了溫度的概念。某處有物體振動(dòng)，引發(fā)周圍的空氣發(fā)生振動(dòng)，我們用耳朵去感覺到這空氣的振動(dòng)，我們?cè)偃ビ么竽X這么一分析，這樣又有了聲音的概念。還有我們躺在床上，閉上眼睛、不去看、不去聽，但卻老是覺得一個(gè)東西在流逝，這樣人們又有了時(shí)間的概念。 通過以上所列舉的例子，可以得出這樣的看法，我們所處的物質(zhì)世界的某些現(xiàn)象給了我們?nèi)四承└杏X，我們大腦對(duì)這些感覺加以分析，概括這樣便產(chǎn)生了物理概念。這樣說來，物理概念來自于我們對(duì)自己的某種感覺的描述。 為了進(jìn)一步搞清楚物理概念是如何產(chǎn)生的，接下來。我們應(yīng)當(dāng)分析物質(zhì)世界的各種現(xiàn)象是如何引起了我們?nèi)说母鞣N感覺的。 顏色是不同波長(zhǎng)電磁波刺激我們眼睛的結(jié)果。 熱是無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子猛烈撞擊我們皮膚，我們才有熱的感覺。 聲音是空氣中出現(xiàn)的縱波擊到我們的耳膜，我們才有了聲音的感覺。 ……………… 總結(jié)以上的分析，物質(zhì)世界以不同的方式運(yùn)動(dòng)引起我們?nèi)说母鞣N感覺，我們?nèi)藢?duì)這些不同的感覺加以分析、概括便形成了不同的物理概念。這樣說來物理概念不能脫離我們?nèi)硕?dú)立的存在著，說明白點(diǎn)，物理概念只是人對(duì)自己感覺的一種描述（當(dāng)然人的這些感覺并非憑空產(chǎn)生的，而是客觀存在的東西刺激了我們?nèi)耍┳x者很多人對(duì)這個(gè)看法可能會(huì)反感，或者轉(zhuǎn)不開彎子，下面通過幾個(gè)例子使讀者比較容易理解這些看法。 設(shè)想在一個(gè)房間里，正放著優(yōu)美的C D 唱碟，人們常不加思索地認(rèn)為只要這C D 唱機(jī)開著，而不管我們?nèi)嗽诓辉趫?chǎng)，這個(gè)聲音總會(huì)是客觀的存在著。仔細(xì)地分析一下，房間里有聲音時(shí)，房間的空氣便出現(xiàn)一股縱波，沒有聲音便沒有縱波，可見有聲音沒有聲音的區(qū)別只是房間里空氣的位置不一樣。沒有人在房間里去感覺，那里會(huì)有聲音的概念。聲音的概念是不能脫離我們?nèi)硕?dú)立地存在的，有聲音比起沒有聲音并沒有多出一件什么東西，所以你不能把聲音看則是一個(gè)像物體那樣具體存在的東西，聲音只是一個(gè)現(xiàn)象而已。在前面討論的" 事" " 和" 物" 中，聲音明顯屬于" 事" 的范疇。 顏色也是類似的，我們看到眼前的花草的紅紅綠綠是電磁波經(jīng)花草反射到我們眼球的結(jié)果，這個(gè)顏色的概念同樣不能脫離我們?nèi)硕?dú)立地存在著。物體顏色的不同只是物體反射不同波長(zhǎng)電磁波的原因造成。顏色不是物體自身的性質(zhì)，而是由物體照射到它的各種波長(zhǎng)的光的反射和吸收決定的。這個(gè)原理是牛頓最早發(fā)現(xiàn)的，歷史上甚至現(xiàn)代有很多人固執(zhí)地認(rèn)為物體所呈現(xiàn)的顏色是物體固有的屬性、與外界無關(guān)。比如德國(guó)詩人歌德就曾寫文章以非常激情的語言叫人們不要相信牛頓的理論，但牛頓在光學(xué)中有關(guān)顏色理論的正確性實(shí)踐證明無須懷疑。 溫度的概念起源于外界分子無規(guī)則地撞擊我們?nèi)似つw的程度，當(dāng)然脫離了人也是不能獨(dú)立存在的。 時(shí)間的概念與我們?nèi)说母杏X也有關(guān)系，但時(shí)間的概念，比較抽象，在以后再詳細(xì)地加以分析。 既然物理概念是人的一種感覺，脫離我們?nèi)硕荒塥?dú)立的存在，在前面有關(guān)" 事" 和" 物" 的討論中，物理概念明顯屬于" 事" 的范疇，因而它不能像" 物" 那樣客觀的存在著，它的存在有它的虛假性，這一章節(jié)的標(biāo)題上所說的物理世界存在的虛假性正是指這個(gè)。 但是，并非所有的東西它的存在都是虛假的，比如空間、各式各樣的物體，它們總是客觀地存在著，脫離我們?nèi)怂鼈冋諛哟嬖�，它們不管我們�(nèi)四芊窀杏X到它們，它們總是客觀地存在著。 然而，空間、物體（也可稱為物質(zhì)點(diǎn)）這些都可以稱為幾何概念，在前面討論的" 事" 和" 物" 中，它們明顯屬于" 物" 的范疇，它們不依賴于我們?nèi)说母杏X而客觀獨(dú)立的存在著。至此我們明白，物理概念來自于我們?nèi)说母杏X，脫離我們?nèi)硕荒塥?dú)立地存在，而某些幾何概念，比如空間、物質(zhì)點(diǎn)不依賴于我們?nèi)说母杏X而客觀、獨(dú)立地存在著。對(duì)此，物理學(xué)的開山鼻祖伽利略早就說過：我們五官感覺到的世界它的存在是虛假的，而真實(shí)存在的卻是它背后的幾何世界…… 這些用幾何概念描述的空間、物質(zhì)點(diǎn)和我們對(duì)感覺描述出來的物理概念有什么關(guān)系呢？ 對(duì)這些，筆者有著這樣的看法： 宇宙中真正存在的只有物質(zhì)點(diǎn)和它周圍的空間，不存在第三種形態(tài)能與之并存的東西，一切物理現(xiàn)象只不過是點(diǎn)在它周圍空間運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)而已。 這些現(xiàn)象如能引起我們?nèi)说母杏X, 我們對(duì)這些感覺加以分析, 概括便形成了物理概念。 前面有關(guān)" 事" 和" 物" 的討論應(yīng)該使我們明白只有物質(zhì)點(diǎn)和它周圍空間是物，客觀存在的，而物理概念，比如聲音、顏色、熱、力、速度……等只不過是現(xiàn)象，是物的一種表現(xiàn)，屬于" 事" 的范疇。我們一定要嚴(yán)格地區(qū)分它們，不能把" 事" 簡(jiǎn)單地看作是一種特殊的物質(zhì)。 以上加粗的一段話非常重要，它是本書的基本思想和基本理論，這個(gè)基本原理又叫物理世界存在的虛假性定義, 它直接否定了" 場(chǎng)" 是一種特殊的物質(zhì)，場(chǎng)要么是空間、要么是物質(zhì)點(diǎn)！ 值得注意的是該基本原理還否定了時(shí)間是客觀獨(dú)立于我們?nèi)硕嬖诘�，是�?gòu)成宇宙的基本要素。時(shí)間也只是一種現(xiàn)象，脫離了我們?nèi)硕荒塥?dú)立地存在著，這一點(diǎn)可能絕大多數(shù)讀者都不會(huì)相信，在以后我們?cè)賮碓敿?xì)地分析時(shí)間。 以上加粗的一段話提到了：一切物理現(xiàn)象都是點(diǎn)在它周圍空間運(yùn)動(dòng)形成的。點(diǎn)在它周圍空間運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)？只是機(jī)械運(yùn)動(dòng)而已。這個(gè)原理如果是正確的話，可見機(jī)械運(yùn)動(dòng)雖是簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)，各種復(fù)雜的現(xiàn)象，以及各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，比如電力、磁力這都是由機(jī)械運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。非但如此，對(duì)于有些物理現(xiàn)象，我們還不太了解他們的本質(zhì)，比如質(zhì)量、電荷,各種場(chǎng)……這些本質(zhì)上人們還不太清楚，但我們可以肯定的是它是由物質(zhì)點(diǎn)在它周圍空間如何運(yùn)動(dòng)而形成的。 前面列舉的數(shù)名哲學(xué)家、物理學(xué)家給時(shí)間下的定義，除去那幾個(gè)較古怪的定義，大體上可以分為兩大類，一類認(rèn)為時(shí)間是一個(gè)客觀存在的東西，與我們?nèi)说拇嬖谑遣幌喔傻�，脫離了我們?nèi)苏諛哟嬖冢涣硪活愓J(rèn)為時(shí)間是我們?nèi)说囊环N感覺、一種意識(shí)，脫離了我們?nèi)瞬荒塥?dú)立存在。 上面的物理世界存在的虛假性定義中明確指出宇宙中真實(shí)存在的東西只有物質(zhì)點(diǎn)和它周圍的空間，不存在第三種能夠與之并存的東西。時(shí)間既不屬于空間、也不屬于物質(zhì)點(diǎn)，因而時(shí)間也只是一種現(xiàn)象，在第二節(jié)中討論的" 事" 和" 物" 中看時(shí)間也應(yīng)該屬于" 事" 的范疇，因而不能像物質(zhì)點(diǎn)那樣把它看作是一個(gè)具體存在的東西，它不能脫離我們?nèi)硕?dú)立地存在著。一句話，時(shí)間也只是人的一種感覺而已。 上節(jié)中指出，除了空間和物質(zhì)點(diǎn)，所有的物理概念都是某某物質(zhì)點(diǎn)在 它周圍空間運(yùn)動(dòng)引起我們觀測(cè)者的某種感覺，我們對(duì)這種感覺加以分析、概括，再形成物理概念。因而時(shí)間這個(gè)物理概念也可以這樣認(rèn)為：時(shí)間是某某物體在它周圍空間運(yùn)動(dòng)引起我們?nèi)说囊环N感覺。為了精確的定義時(shí)間，現(xiàn)在我們只要搞清楚兩個(gè)問題，第一個(gè)問題：什么東西在空間運(yùn)動(dòng)引起我們有時(shí)間的感覺；第二問題是：這個(gè)東西是如何在它周圍空間運(yùn)動(dòng)的。 什么物體在它周圍空間運(yùn)動(dòng)才使我們觀測(cè)者具有時(shí)間的感覺？這個(gè)物體是我們賴以生活的地球嗎？ 當(dāng)宇航員登上月球他們?nèi)匀痪哂袝r(shí)間的感覺。這個(gè)物體同樣的道理不會(huì)是恒星和太陽，也許會(huì)有人認(rèn)為：會(huì)不會(huì)是很多物體共同影響我們觀測(cè)者，才使我們有了時(shí)間的感覺，仔細(xì)地分析一下，這個(gè)看法也是靠不住的，讓我們做個(gè)假想實(shí)驗(yàn)，答案將一目了然。 設(shè)想：現(xiàn)在用宇宙飛船把一個(gè)人從地球上接走，送到某處空間區(qū)域里，在這處空間區(qū)域里，沒有一個(gè)物體，別的星球離這兒都非常非常遙遠(yuǎn)。宇宙飛船把這個(gè)人送到這里丟下后立即返回，而在這種情況下，我們可以設(shè)想這個(gè)人仍然具有時(shí)間的感覺，在他心中時(shí)間仍然是一分一秒地走。根據(jù)我們前面的看法，他獲得時(shí)間的感覺起因是某某物體在空間位置中以某種方式變化，而在這種情況下，這個(gè)物體只有這個(gè)人的身體而已。因此，唯一合理的看法則是：時(shí)間是觀測(cè)者對(duì)自身在空間位置中以某種方式不斷變化，運(yùn)動(dòng)的一種感受。 至于觀測(cè)者是以什么方式在空間運(yùn)動(dòng)才具有時(shí)間的感受，這個(gè)問題將在以后加以討論。在多數(shù)場(chǎng)合可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為：時(shí)間只是我們?nèi)藢?duì)自身在空間位置中變動(dòng)的一種感受。 這個(gè)有關(guān)時(shí)間的物理定義如果的確是正確的話，可能人們?nèi)匀挥性S多疑問。 一、 在人類沒有出現(xiàn)之前的時(shí)間如何理解 人在地球上生活也不過只有一百多萬年歷史，單地球形成至今就有四十六億年，那么在人出現(xiàn)之前早就有了時(shí)間，如果認(rèn)為時(shí)間是人的一種感受，這段時(shí)間在沒有人的情況下存在著，那怎能說是人的感受呢？ 時(shí)間的過去和未來同樣都是以現(xiàn)在作為參照系來定義的，換句話，只要有現(xiàn)在，便就有過去和未來。 如果地球上從來沒有人的話，那也就無所謂過去和未來。因?yàn)闆]有了人，又哪來的" 沒有人之前" 或" 沒有人之后" 的時(shí)間。 時(shí)間的先后、現(xiàn)在如同地理位置的東西南北，任何地方的東西南北都不是絕對(duì)的，都是相對(duì)于我們?nèi)藖碚f的，想想看沒有我們?nèi)�，哪來的東西南北？哪來的上下左右？哪來的先后？ 二、 時(shí)間會(huì)不會(huì)是豬、牛之類動(dòng)物的感受 對(duì)于我這個(gè)有關(guān)時(shí)間的物理定義，有人問：時(shí)間會(huì)不會(huì)是豬、牛之類動(dòng)物的感受，如果是又怎能精確定義為人對(duì)自身在空間位置上變動(dòng)的一種感受，或者干脆稱為豬對(duì)自身在空間位置中變動(dòng)的一種感受，如果不是原因是什么？?jī)H僅是因?yàn)樨i大腦不及人大腦聰明？ 其實(shí)，時(shí)間的定義廣義的可理解為：能夠?qū)\(yùn)動(dòng)感知的物體對(duì)自身在空間位置變動(dòng)的一種感受，人把這種感受用時(shí)間這個(gè)詞來表達(dá)出來，而豬也許只會(huì)用" 哼哼" 這個(gè)詞來表達(dá)這種感受。 三、時(shí)間如何同一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體相聯(lián)系 我們描述一個(gè)物體在空間中運(yùn)動(dòng)，最簡(jiǎn)單我們需要了解某段時(shí)間在空間中移動(dòng)了多遠(yuǎn)。在我們不清楚時(shí)間是什么尚不顯露問題，一旦確認(rèn)時(shí)間只是人的一種感受，我們的問題自然而然地講出來了；這個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體能夠和我們這種感受聯(lián)系得上嗎？退一步問：我們不在這個(gè)場(chǎng)合，這個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)就不能描述嗎？或者說沒有一個(gè)確定的運(yùn)動(dòng)形式嗎？ 在物理學(xué)中強(qiáng)調(diào)的是效果。有一個(gè)物體在觀測(cè)者我們看來是靜止的，則完全能夠把這個(gè)物體和我們合二為一看則是一個(gè)物體（盡管我們?nèi)擞醒腥�、頭腦發(fā)達(dá)、化學(xué)性質(zhì)同這個(gè)物體可能千差萬別），對(duì)于我們描述一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體來說完全可以的。這樣的話，在描述一個(gè)物體在空間位置變動(dòng)時(shí)，有觀測(cè)者在場(chǎng)時(shí)，觀測(cè)者會(huì)說它某段時(shí)間內(nèi)該物體走了多遠(yuǎn)，觀測(cè)者不在場(chǎng)時(shí)，觀測(cè)者總會(huì)尋找一個(gè)參照性的物體，暗暗地把自己與之等同起來，認(rèn)為這個(gè)參照物體與觀測(cè)者合二為一，實(shí)際上大家也是這么做的，我們描述一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)總要指出它相對(duì)于我們觀測(cè)者的位置如何如何變化- - - - - 或者相對(duì)于我們認(rèn)為靜止的物體（觀測(cè)者把它同自己合二為一、看作一個(gè)物體）如何如何變化。 四、時(shí)間的公共尺度問題 時(shí)間可能是張三對(duì)自身在空間位置變動(dòng)的一種感受，也可能是李四對(duì)自身在空間位置變動(dòng)的一種感受，單地球就這么多人，大家怎么會(huì)有一個(gè)公共的測(cè)量時(shí)間的尺度？ 所有的運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者、感知者對(duì)自身在空間位置上變動(dòng)的感受理所當(dāng)然會(huì)在頭腦中記錄下來，然后把它同地球的轉(zhuǎn)動(dòng)、太陽的運(yùn)動(dòng)、銫原子的振動(dòng)、脈搏的跳動(dòng)……等其中的某種運(yùn)動(dòng)等同起來，大家最后約定把自'身在時(shí)間位置上變動(dòng)于其中某種運(yùn)動(dòng)等同起來，這樣便有了一個(gè)公共的測(cè)量時(shí)間的尺度。 五、如何看待" 時(shí)間只是個(gè)過程" 有的人認(rèn)為：客觀冷靜地分析" 時(shí)間只是個(gè)過程" ，這個(gè)判斷不會(huì)出錯(cuò)，則反過來證明，時(shí)間是人的感受的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。 觀測(cè)者在空間位置不斷地變化當(dāng)然也是個(gè)過程，認(rèn)為時(shí)間是個(gè)過程當(dāng)然不會(huì)出錯(cuò)，這種時(shí)間的看法對(duì)于時(shí)間的本質(zhì)上認(rèn)識(shí)只是不清晰、不夠深罷了，并不是兩種觀點(diǎn)相互抵觸。 六、認(rèn)為時(shí)間是人的一種感覺會(huì)不會(huì)是一種唯心主義觀點(diǎn)？ 如果認(rèn)為時(shí)間是人大腦里想象出來的，與所有的物體和空間都不相干，這才是真正的唯心主義觀點(diǎn)。從以上有關(guān)時(shí)間的定義可知，時(shí)間是人對(duì)自身在空間位置中變動(dòng)的一種感受，它顯然與人這個(gè)物體有關(guān)，并且是在空間（當(dāng)然也是實(shí)實(shí)在在地存在著）里變化，描述一個(gè)實(shí)實(shí)在在的物體在客觀存在著的空間中運(yùn)動(dòng)，怎能簡(jiǎn)單地認(rèn)為是唯心主義呢？ 七、如何重新看待相對(duì)論中關(guān)于描述單一物體在空間中運(yùn)動(dòng)是沒有意義的 相對(duì)論認(rèn)為：描述物體在空間位置中運(yùn)動(dòng)變化必須相對(duì)另一個(gè)物體才具有物理意義，描述單一物體在空間中運(yùn)動(dòng)是沒有物理意義的。而在以上的時(shí)間定義中，明確指出時(shí)間的概念的獲得源自于觀測(cè)者一個(gè)人在空間中運(yùn)動(dòng)，這二者顯然矛盾，那么，究竟需要修改那一種思想呢？ 在筆者看來，要描述某個(gè)物體在空間中變化具有物理意義，必須指明相對(duì)于某個(gè)觀測(cè)者而言的。描述物體在空間中運(yùn)動(dòng)只有相對(duì)于某個(gè)確定的觀測(cè)者才具有物理意義。描述一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置變化未必就一定有物理意義。在上一節(jié)曾提到過：一切物理現(xiàn)象只不過是物質(zhì)點(diǎn)在它周圍空間運(yùn)動(dòng)的一種表現(xiàn)而已，點(diǎn)在它周圍空間運(yùn)動(dòng)引起了觀測(cè)者的感覺，觀測(cè)者對(duì)其加以分析，總結(jié)便形成了物理概念。一句話描述物體在空間位置中變化，只有相對(duì)于一個(gè)明確觀測(cè)者才具有物理意義，在沒有觀測(cè)者或不指明哪一觀測(cè)的情況下，描述物體在空間位置中運(yùn)動(dòng)都毫無意義。 我們?cè)诿枋龅厍蛏系奈矬w（比如人造衛(wèi)星）常以地球作為參照物，實(shí)際上我們觀測(cè)者把自己所處的位置與地面所處的位置等同起來，換句話來說，我們?nèi)伺c地球合二為一看成為一個(gè)物體，在問題（三）中我們就討論過這個(gè)問題。 有關(guān)運(yùn)動(dòng)的牛頓力學(xué)相對(duì)性原理以及相對(duì)論的相對(duì)性原理都不夠徹底，更徹底的運(yùn)動(dòng)相對(duì)性原理應(yīng)該是： 描述物體在空間位置中的運(yùn)動(dòng)變化只有相對(duì)于某一個(gè)確定的觀測(cè)者才具有物理意義。 八、觀測(cè)者為什么一定會(huì)在空間位置中變動(dòng) 按照以上有關(guān)時(shí)間的物理定義，如果處于空間某處的觀測(cè)者不在空間位置變動(dòng)，那么這個(gè)觀測(cè)者將不具有時(shí)間的感覺�，F(xiàn)實(shí)世界中從來未發(fā)生過那個(gè)人沒有時(shí)間的感覺，這從反面說明處在任何一處空間區(qū)域里觀測(cè)者的位置總是要變化。至于為什么一定要變化，以及如何變化在我其他文章中以有詳細(xì)的描述。在這里我簡(jiǎn)單地講一下： 在物理學(xué)中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和幾何中的垂直狀態(tài)是等價(jià)的，一個(gè)物質(zhì)點(diǎn)處于垂直狀態(tài)中其位置一定會(huì)變化。 九、觀察者是以什么方式在空間中運(yùn)動(dòng)的？ 這個(gè)問題的論證非常復(fù)雜，在我其他文章中有詳細(xì)的描述。 在這里我只是簡(jiǎn)單地講一下。我們觀察者是以螺旋式在空間中運(yùn)動(dòng)的 十、觀察者能否感覺到自己在空間中運(yùn)動(dòng)的？ 我們知道一個(gè)人坐在一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)的船里面，他是感覺不到自己在運(yùn)動(dòng)的。 但是人對(duì)加速度是有感覺的，比如人在運(yùn)動(dòng)的電梯里，在剛起飛的飛機(jī)里，上面說的觀察者是以螺旋式在空間中運(yùn)動(dòng)變化的，人們雖然覺得時(shí)間是在勻速變化、流逝，但實(shí)際上不是觀察者在空間中以勻速直線運(yùn)動(dòng)獲得的。 我們知道人有聽、嗅、味、色、觸五大感覺�？諝獾恼饎�(dòng)傳到我們的耳朵，我們有了聽覺，嗅覺是我們通過鼻子獲得的，味覺是我們通過舌頭獲得的，光照射到我們的眼睛，我們有了顏色的感覺。觸覺是物體直接撞擊我們皮膚的結(jié)果，熱也可以說是觸覺的一種。 對(duì)于一些人不明白的的感覺，人們統(tǒng)稱為第六感覺，人們往往對(duì)第六感覺很神秘。我認(rèn)為還有一種加速度感覺也是很常見的一種感覺。 在一個(gè)上升或者下降的電梯里，在一個(gè)起飛或者降落的飛機(jī)里，在一個(gè)剛啟動(dòng)或者要停止的汽車?yán)�，人們�?duì)速度的變化（也就是加速度）感覺是很明顯的。這種感覺和以上的五種感覺明顯對(duì)不上號(hào)，它屬于人的另外一種感覺。人生活在地球上對(duì)重力的感覺肯定是對(duì)加速度感覺的一樣的。人對(duì)重力的感覺常常不以為然，宇航員一旦到了太空，處于失重狀態(tài)，人對(duì)于重力感覺的差異的體會(huì)可就太深刻了。 人的聽、嗅、味、色覺本質(zhì)上應(yīng)該都是觸覺，前面我們討論過一切物理現(xiàn)象都是物質(zhì)點(diǎn)在空間運(yùn)動(dòng)所形成的�？諝庵蟹肿幼饔梦覀兊亩涫刮覀冇新曇舻母杏X。嗅覺和味覺也是分子作用于我們的鼻子和舌頭。顏色的感覺是光刺激了我們眼球的結(jié)果，而光實(shí)際上也是一些微小的粒子。但是人對(duì)加速度的感覺與這些是不同的，它是人自己在空間中加速運(yùn)動(dòng)形成的。 人身體可以說是由各種組織構(gòu)成的，而各種組織又是由分子構(gòu)成的，這些分子由分子之間的相互作用力而構(gòu)成一個(gè)整體，人在做加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，影響了這些分子之間的作用力，這個(gè)應(yīng)該是人對(duì)加速度感覺的根本原因。 人對(duì)時(shí)間的感覺與對(duì)加速度的感覺有相似的地方。本質(zhì)上都是我們自己身體在空間中運(yùn)動(dòng)引起我們自己的一種感覺，雖然我們暫時(shí)不了解，但我們不能夠就說不存在。 我們還可以做個(gè)試驗(yàn)，把一個(gè)人蒙上眼睛，用一個(gè)金屬棒緩慢的貼近這個(gè)人的耳朵，你問他是左耳朵還是右耳朵，一般人回答正確的概率是非常高的，人的這種感覺明顯不同于前面的六種感覺。有關(guān)人的感覺，我們知道的并不多，所以有的人用這個(gè)來攻擊我的有關(guān)時(shí)間的物理定義是不可取的。 以上有關(guān)時(shí)間的物理定義如果確是正確的話,不說明我們對(duì)時(shí)間認(rèn)識(shí)已經(jīng)完成，而只是對(duì)時(shí)間的真實(shí)面目認(rèn)識(shí)的第一步，因?yàn)樵谶@以前絕大多數(shù)人都認(rèn)為時(shí)間是一種客觀存在的東西，是宇宙的組成部分。從以上的分析來看，這種看法是根本上錯(cuò)誤的。 回顧一下歷史,牛頓力學(xué)認(rèn)為時(shí)間自行流逝,于我們觀測(cè)者無關(guān).相對(duì)論力學(xué)認(rèn)為時(shí)間于我們觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)有關(guān).在這里我們進(jìn)一步指出,時(shí)間不僅于我們觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)有關(guān),而且就是我們觀測(cè)者自己在空間中運(yùn)動(dòng)所造成的. 在文章的最后，我來給大家講一下時(shí)間的物理定義于光速不變性之間的關(guān)系。 時(shí)間的物理定義是：我們觀察者對(duì)自己在空間中運(yùn)動(dòng)變化的一種感受，帶有數(shù)學(xué)的定義是：時(shí)間與我們觀察者自己在空間中走過的路程成正比。 自然界中任何一個(gè)物體，包括我們觀察者自己的身體，看起來是靜止的，都不是真正靜止的，都在以光速作穿越空間運(yùn)動(dòng)，這個(gè)就是產(chǎn)生時(shí)間的更本原因，在物理學(xué)中可以稱為時(shí)間的背景運(yùn)動(dòng)。 設(shè)想有兩個(gè)觀察者甲和乙，相對(duì)靜止，并且位置重合。甲和乙都以光速穿越空間運(yùn)動(dòng)，打個(gè)比方，空間的運(yùn)動(dòng)如同一條以光速流動(dòng)的河水，甲乙二人象隨水流運(yùn)動(dòng)的小船，如果其中有一個(gè)觀察者乙以水流速度逆流而行，在另外一個(gè)觀察者甲看來乙相對(duì)于河岸是靜止的，把河水換成時(shí)間，如果其中有一個(gè)觀察者乙相對(duì)于甲以光速穿越空間運(yùn)動(dòng)，在另外一個(gè)觀察者甲看來乙的時(shí)間是靜止的，這個(gè)看法和相對(duì)論是一樣的。 設(shè)想在某個(gè)時(shí)刻，乙和甲分開，乙以光速隨河水流動(dòng)又以速度v朝岸邊行駛，甲繼續(xù)隨河水流動(dòng)，這樣在時(shí)間為t內(nèi)，甲走了 A = C* t *是點(diǎn)乘的意思，t是甲的時(shí)間。 而乙走了 B = 【（vT）² + （A）²】二分之一次方。 T是乙的時(shí)間。由于時(shí)間與觀察者自己在空間中走過的路程成正比，這樣甲的時(shí)間t和乙的時(shí)間T相比較 A/ t = C =B/T 經(jīng)過運(yùn)算，可以得出： t = T* √【1－（v/c）²】 觀察者甲和乙在空間中以光速運(yùn)動(dòng)，乙相對(duì)于甲多走了vT這么遠(yuǎn)的路程，但是時(shí)間相應(yīng)的又增加了，這個(gè)光速的分子位移B增大了，分母時(shí)間T也相應(yīng)的增大了，結(jié)果導(dǎo)致穿越空間的光速不變。 兩個(gè)相互勻速運(yùn)動(dòng)的觀察者如果認(rèn)為哪一個(gè)在運(yùn)動(dòng)，他的時(shí)間要大于靜止觀察者的時(shí)間，這樣得出的結(jié)果和相對(duì)論的結(jié)果是一樣的。 以上只是簡(jiǎn)單的說一下時(shí)間和光速不變之間的關(guān)系，詳細(xì)的證明可以看看張祥前的其他文章。 修改分類 [ Last edited by 華麗的飄過 on 2013-3-16 at 09:03 ] |
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