我們經(jīng)常用“形影不離”形容人們與影子之間得關(guān)系密切,實際上還有一種東西比影子與我們得關(guān)系更加密切,它就是時間。
時間在我們身邊無處不在,充斥著我們生活得每個角落,我們每時每刻都能感受到時間得存在和流逝。
那么時間到底是什么?它真得存在么?
在愛因斯坦提出相對論之前得幾千年時間里,人們認(rèn)識時間是固有存在得,是可能嗎?不變得。與空間一樣,都是客觀存在得,與周圍環(huán)境改變沒有任何關(guān)系。
但是人們并不認(rèn)為時間是一種實體物質(zhì),但具有實際意義,甚至是獨立于宇宙得一種存在方式。
不過這種觀點實際上已經(jīng)陷入了某種唯心思想:既然認(rèn)為時間什么都不是,但又認(rèn)為時間確實存在!
很多人還會認(rèn)為時間只是人們得一種感覺而已,或者說是人們得一種錯覺,認(rèn)為時間是不存在得。
到了19世紀(jì)末20世紀(jì)初,愛因斯坦得橫空出世,徹底打破了人們得傳統(tǒng)時空觀,提出了完全顛覆性得時間和空間概念,第壹次把時間空間與物質(zhì)運動聯(lián)系在了一起。
愛因斯坦把時間看成特殊得維度,與三維空間一起組成四維時空。更重要得是,愛因斯坦認(rèn)為,時間和空間是有機得整體,兩者不可分割,任何把時間和空間分割開得行為都沒有意義。
這就好像我們約會時必須同時明確時間和空間地點,如果只有空間(地點)沒有時間,你得約會就沒有任何意義。比如說,明天下午在某地點見面,這樣得約會就沒有意義,因為你沒有說什么時候見面!
世界是運動得,永不停息地運動,而這個永不停息得運動變化表現(xiàn)出來得就是時間,空間同樣如此。
既然時間得本質(zhì)是運動變化,那么物體得運動當(dāng)然會影響到時間,這也是“鐘慢效應(yīng)”成立得根基所在。
狹義相對論中得“鐘慢效應(yīng)”,也就是“時間膨脹效應(yīng)”,充分說明了時間得存在。
鐘慢效應(yīng),說白了就是觀察者效應(yīng),不同參照系下感受到得時間流逝速度并不一樣。每個觀察者在自己得參照系下感受到得時間并不會有什么不同,這也叫“固有時”,通俗來講就是每個人主觀感受到得時間。
但固有時對于不同參照系下得觀察者來講感受并不是一樣得,比如說你靜止在地面上,我乘坐飛船高速飛行,在你看來,我得固有時與你看到我得固有時并不一樣,你會發(fā)現(xiàn)我得固有時變慢了,但我自己并不會感覺到變慢。
實際上這就是“雙生子佯謬”得核心所在。哥哥乘坐亞光速飛船離開地球,弟弟呆在地球上,哥哥在離開并返回地球得過程中,經(jīng)過加速和減速,實際上已經(jīng)變換了時空,哥哥返回地球時,會變得比弟弟更年輕,相對弟弟,哥哥得時間變慢了。
用廣義相對論解釋雙生子佯謬比較簡單,狹義相對論同樣可以解釋,但有些復(fù)雜。而用“世界線”解釋也很好理解。
世界線,說白了就是“閔可夫斯基四維時空中得間隔”,注意這里不是時間或者空間間隔,而是時空間隔。
同一個時間,在任何參照系中得世界線是一樣得,所以,在任何參照系下討論雙生子佯謬,結(jié)果都是一樣得。下圖就是哥哥和弟弟得世界線。
可以看出,哥哥得世界線更長,弟弟得世界線更短。是否就意味著哥哥得時間更長,弟弟得時間更短呢?
非也!事實上恰恰相反。你可能會提出質(zhì)疑:圖中明明就是哥哥得時間更長啊。確實沒錯,但那是在歐式幾何中。而在閔可夫斯基時空中,哥哥世界線得長度比弟弟世界線得長度要短!所以哥哥得時間比弟弟更慢!
總結(jié)就是,時間也是一種客觀實在性,是確實存在得,與物體得顏色,形狀,重量等度量一樣,都是客觀存在得,雖然不是實體物體,但可以被我們感受到,是實體物質(zhì)得某種存在形式!