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【科学问答】时间是一种幻觉,还是确实存在的东西?

· 科学趣闻

一天又要结束了,每到这个时候,小U都想忧郁而又深情地说一句:时间,过的好快啊~(bgm渐起)

但如果你在做一件自己极其不想做的事情,又会觉得时间过得太慢了,好比离下课还有一分钟,你盯着手表开始倒计时:59、58、57……感觉周围突然开始安静下来了,似乎过了一个世纪,还没有等到下课铃(发现暴露了自己的本质)

这种时而快时而慢的感觉让小U开始怀疑,时间到底是什么?是人们的幻觉?还是一种真实存在? 

Long long ago,我的先辈们就回答了这个问题

哲学家们说,时间是抽象概念,表达事物的生灭排列。

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“其内涵是无尽永前,‘无尽’指时间没有起始和终结,‘永前’指时间的增量总是正数。其外延是一切事件过程长短和发生顺序的度量。”

物理学上时间是物理学中的七个基本物理量之一,爱因斯坦在相对论提出: “‘时’是对物质运动过程的描述,‘间’是指人为的划分,时间是思维对物质运动过程的分割、划分。”

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这样来解释的话,时间的的确确是存在的,但貌似我们并不能,把它当作一种东西。而要把它看作一种度量系统,如同一把可以测量,事物发展过程的尺子。

可是,人们对于时间的感知,会随着环境发生变化,这把尺子的“刻度”又该如何划分呢?

起初人们日出而作、日落而息,用客观的现象替代本能的感觉,时间的标尺上就出现了最早的“刻度”。渐渐地,经过漫长的等待和观察,我们的先辈们,发现了改变世界的秘密。

正午的一再出现标志着天数,新月的一再出现标志着月数,春分节气的一再出现标志着年数。时间不再是模糊不清的概念,标上“刻度”之后,它成为了一把有用的尺子。

这种“物理时间”的确立,让先民们知道了,什么时候最适合播种,什么时候最适合收获。生产生活,开始有了套路。

(中插小剧场)

太阳落山,先民甲和先民乙,在岔路口分别,他们相约明天一起耕地。第二天,太阳刚刚升起。

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乙就来到了约好的地方,看向甲昨天离开的方向,想着,今天就能把剩下的活干完。等啊……等……

眼睛有点儿酸了……不行,腿也好困啊,坐着等吧……太阳也太大了,这附近也没个阴凉地啊……还没来……佛了佛了……

终于,当太阳升到最高的地方,甲出现了,这时的乙,不知该露出何种表情,只好说了一句

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不只是他们有这样的烦恼,街坊四邻都觉得应该寻找更加精确的时间。于是乎,日晷闪亮登场!!!

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从此,“约会”变成了让人愉悦的事情。但是,很快人们发现,日晷测出的白昼时间不相同,时间的准确性遭到了怀疑,他们又尝试了很多种方法。

  • 水钟

水钟有几种类型,其中一种类似水桶底部戳个小洞,水在重力作用下从洞口滴出,一桶水滴干所花的时间长度为一时间计量单位。但有个有个缺点就是,桶内水深变化,底部承受的压强也会随之改变,我们知道,水越深,水压越大,进而滴水速度也会越快。另一种水钟是溢出型的。这种水钟测时间的准确度会受水温的影响(热胀冷缩)。

  • 沙漏

沙漏测时间的准确性相对较高,遗憾的是时间太有限。(沙漏一次的时间太短了,倒过来倒过去,着实累啊~)

  • 蜡烛钟

就是指一根蜡烛燃烧完的时间,缺点是燃烧时间会受烛蜡的影响,有的烧的快,有的烧的慢。

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直到十六世纪,在等振幅摆和等摆游丝的启发下,现代的时间量具诞生了。从那时起,对时间的量度才精确可信,秒、分钟、小时就成为我们生活的时间单位。

事情结束了?不,没有

感谢爱因斯坦,让我们对时间的理解又变得复杂起来,他的相对论告诉我们:时间只有一个方向,无论你做什么,时间总会流逝在我们身后,也就是所谓的时间之箭。

为什么会是这样呢?首先我们来学习一下知识点

  • 熵:

热力学中表征物质状态的参量之一,其物理意义是体系混乱程度的度量。

  • 热力学第二定律告诉我们:

任何孤立系统都会朝着熵增或者说无序性增加的方向发展。

然后我们进行简单分析总体来说可能发生两种状况

第一种,我们正处于极度低熵,也就是宇宙大爆炸的情况下,时间会朝着两个方向流动;第二种,在久远的过去的一个点,宇宙的熵比现在低,之后朝着无序的方向演化,时间朝着一个方向流动。

显然,我们所处的环境属于第二种,时间之箭就产生了。就像一滴墨水滴在水中,它会不断扩散,向着无序的方向发展,直到与水融为一体,再也不能与其分开。

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这也再次说明,时间一去不复返。所以,好好珍惜当下吧~

问题回答完毕。

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