时光荏苒,岁月如梭,这是古人对时间流逝的感慨。在古代,光阴表示时间,一年分四季,一天分昼夜,人们过着日出而作,日落而息的生活。现在人们把一年划分成了365天,又把一天划分成了24个小时,这些的时间是根据物质运动来划分的,而不是本来就有的。一直以来,虽然我们无法触摸时间,但是在我们的意识里对时间的感知却是真实存在的,我们从一个小孩变成一个老人,我们身边的事物在岁月的流逝里日渐变老,这些变化的过程都在告诉着我们时间的真实存在。
在物理学里,时间是一种尺度,是七个基本物理量之一。同时时间也是一种抽象的概念,是物质的运动、变化的持续性、顺序性的表现。爱因斯坦则是说时间和空间是人们认知的一种错觉,他在相对论中提出:不能把时间、空间、物质三者分开解释。时间与空间一起组成了四维空间,构成宇宙的基本结构。时间与空间在测量上都不是绝对的,观察者在不同的相对速度或不同的时空结构的测量点,所测量到的时间流逝是不同的。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,并且在大质量附近的时钟之时间流逝比距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。
而关于时间的定义:其基本概念从广义上讲的话,则是指当一个点相对于某坐标系运动时,其运动所形成的直线或线段或曲线就是相对于该坐标系静止的点的时间之一。每个点对应多个时间。相对于某一个时间,静止的点开始运动速度越快时间越慢,当速度与该时间中运动的点一样时时间停止,速度超越该点时相当于回到过去。时间又分为相对时间和绝对时间。相对时间即实时间,用实数表示的时间,是指不在额外维运动的点所形成的时间。绝对时间即虚时间,用虚数表示的时间。是指在额外维运动的点所形成的时间。
在自然界中更存在着一种现象:两个完全相同的时钟之中,拿着甲钟的人会发现乙钟比自己走得慢,在现有的理论中,我们用时间膨胀来进行解释这种现象。在爱因斯坦的狭义相对论里,则提出了一种钟慢尺缩的论断,即当一个物体接近光速时,物体周围的时间会迅速减慢、空间会迅速缩小。当物体运动等于光速时,时间就会停止、空间就为微缩点,也就是说出现零点时空。只有静止质量的物体才能达到光速。没有物体可以超越光速。
以上的内容是前人们对时间的理解与诠释,我就不一一论述了,下面我则是结合黑子理论和光信息形成的原理,对时间做出一种新的理解与诠释。将从本质上去解释时间的概念与产生的原理。
在自然界中,当一束色光从我们眼前划过去时,我们不仅可以感知到这束色光的出现,还可以感知到这束色光与我们之间存在的距离感以及它的传播快慢和传播的方向。而人类能感知光以外的事物,也离不开光的作用。可以说时间和光有着不可分割的联系。
根据光的成像原理,我们能感知到一束光,是因为接收到了这束光向我们这个方向传递过来的信号光子。当我们置身在一片黑色的空间里时,在没有其它光子和物质的情况下,每一个空间点出现的黑子数都是一样的。它们以图1图2的方式彼此相遇在一个空间点又彼此穿越离开,并且携带上彼此的光信息。
图1
图2
在这片黑色的空间里,每一个空间点上的能量参数都是一致的,我们所接受到的光信息也是一致的。但当某一个空间点出现一个光子时,该光子的出现改变了该空间点的能量参数,随之也形成了不同于其它空间点的光信息。这个光信息以该空间点为中心以经过它的黑子为载体,黑子携带着该空间点的光信息形成信号光子向四周传播出去。这样就会形成了一种现象:观测者越是靠近光子出现的空间点越早接收到信号光子,观测者越是远离光子出现的空间点越晚接收到信号光子,这种接收到信号光子的先后间隔从而使得我们产生了距离感和时间感。
由此时间的概念便出来了,简单地说时间只是我们对光信息感知的快慢间隔而产生的一个概念。时间的大小等于光信息从某个空间点传播到另一个空间点时,光信息所传播的空间距离和光速的比值。根据这个概念,也为了更方便理解时间,个人对时间提出了以下的概念:
时间值:时间值是指光信息从某个空间点传播到另一个空间点时,光信息所传播的空间距离L和光速c的比值。用符号T表示。
单位时间:我们把感知到距离我们L=c米处的光信息发生变化时所产生的时间间隔作为单位时间1秒,即t=1秒。
时钟概念:时钟可以理解为是一种做规律性周期运动的仪器或者物体,其做一次规律性周期运动所需要的时间间隔始终等于一个固定的时间值。好比是一个做匀速圆周运动的物体,其运动的速度v是不变的,在相同的时间值T里,它行走的路程s始终是一个定值。它与光信息的传播路程L和光速c存在以下的关系。
L/c=s/v
我们以L/c=1秒作为一个固定的单位时间值时。s/v=1秒或者n次的s/v等于1秒,即n·s/v便是我们设计的时钟所需要满足的参数。它表示信号光子传播L=c米时所需要的时间值等于时钟每做一次规律性周期运动或多次规律性周期运动时所需要的时间值。我们只需测量出时钟做规律性周期运动的次数便可以得到相应的时间值。
钟表时间:钟表时间是指设置好参数的时钟,其钟表产生的时间值只与其自身做规律性周期运动的次数有关。不以人的意识发生改变,不以空间的距离发生改变,只与自身的运动规律有关。钟表时间也就是我们所测量的时间。
相同时钟:是指所有空间点上的时钟在同一个时间值同时开始做规律性周期运动的时钟,每一个空间点上的钟表时间都是相同的,不以人的意识发生改变,不以空间的距离发生改变,只以其自身的运动规律和周期性规律运动的次数有关。
感知时间:感知时间是指人感知到某个空间点上的光信息时所需要的时间间隔。感知时间与光信息所需要传播的空间距离有关,光信息所需要传播的空间距离越远,感知的时间值就越大,光信息所需要传播的空间距离越近,感知的时间值就越小。感知时间与观测者和被观测者的距离大小有关。
相同时空:相同时空是指在同一片空间里,每个空间点上的相同时钟在同一个时间值上同时开始运转,使得每个空间点上的时间都是一致的现象。我们把这种空间和时间的结合体称为时空。
钟慢效应发生的原理:在相同时空里,相距L米的拿着相同时钟的甲乙两人,其所在的空间点位置分别记为A点和B点。A点的光信息发生变化时甲同时性感知到,此时光信息需要传播的距离为0,假设甲此时钟表上的时间点为t。同样是在钟表时间为t的时间点里,A点的光信息还没有进行传播,距离甲L米外的乙还无法接收到光信息。只有当光信息从A点传播到B点时,乙才能接收到光信息。所以乙开始接收到光信息时的钟表时间点为甲的钟表时间t加上光信息从A点传播到B点所需要的时间值T,T=L/c。所以当乙感知到甲时,所形成的钟表时间为t L/c。当我们对比甲乙两个人感知到对方光信息时所发生的钟表时间值的时候,就会发现当乙观测甲时,乙的钟表时间要比甲的大,当甲观测乙时,甲的钟表时间要比乙的大。这就是我们所说的:两个完全相同的时钟之中,拿着甲钟的人会发现乙钟比自己走得慢。
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