时间之谜1！地球是不能信赖的时钟地球是不能信赖的时钟必须承认

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地球是不能信赖的时钟

必须承认，把地球作为测量时间的仪器是不可靠。20世纪初，天文学家就觉察到这个问题，但出于天文观测的需要，采用了“历书时”的概念，于1960年起作为世界各国的基本时间计量系统。历书时从1900年1月0日12时开始计算，定义一秒钟为那一年太阳由相对较远恒星回到起点的一个回归年的1/31556925.97474。

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其实，太阳也是个有争议的时钟，因为当地球更加接近太阳时，太阳相对背景恒星的视在运动加快，这就是产生“平均太阳时”想法的原因，是通过虚拟的太阳设定出来的。虚拟太阳的视在运动是以匀速沿地球赤道线运行的。这样就决定称它为“民用时”，即平均太阳时一天的长度。但这对天文学家来说还不够，他们使用的是“恒星日”，即地球相对于遥远恒星自转一周所需的时间。所有这一切都是关于时间的测量。然而几个世纪前科学家就开始提问，时间是否与宇宙的物质有联系，它本身是不是一个单独的实体。这种想法刺激了艾萨克?牛顿，他问道：“如果所有时钟消失了，之后所有物质也消失了，在空间什么也没有留下，既无地球也无太阳，连最小的粒子也没有了，那时还有时间吗？”而他的回答是：“‘绝对时’本身是真实的、数学的，就其性质讲它与外界事物无关地、均匀地流逝；‘相对时’是一个表面的、通俗的量度(精确或不精确)，一般用来代替绝对时间的量度，这就是时、日、月、年。”在经典力学中，需要绝对时间和绝对空间一起来确定物体的位置和速度。

时间没有起点，但它一直存在

时间没有开始也没有终结吗?在宇宙事件的流逝中从来就没有一个起点？这些事件中的一部分已经被证实，另一部分仅仅是理论物理学家的假设。这些事件也不会有终结吗？

爱因斯坦在科学界发起的革命开始与牛顿创立的曾为科学界广泛使用的“绝对时间”和“绝对空间”的概念分道扬镳了，这场革命更确切地说是对于宇宙命运的一种新见解——如果宇宙继续无限地膨胀下去（开放的宇宙），那么时间将永远不会终结；相反，如果宇宙在某个时候停止了膨胀，开始发生逆转，越来越收缩（封闭宇宙），直至回到什么也没有的状态，那么时间也就不复存在了。

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但时间是从什么时候开始的呢

根据最新的假设，在大爆炸前已经存在许多小宇宙，它们从“无”这种物态开始形成和消失，在这种物态中既无时间、空间，也无物质。由于有了称为波动的量子现象才使这些宇宙得以形成。我们的宇宙也许不会消失，因为它还刚刚诞生，由于扩张得特别快和特别强劲，故取名为膨胀（或日宇宙超级扩张），它或许是在无节制地长大之后才发生了大爆炸。因此时间或许应先于大爆炸，它的起点或许应追溯到从无到膨胀的过渡期内。诺贝尔化学奖获得者伊利亚?普里戈金（Ilya Prigogine）还谈到：“一个潜在时间，它总是处于休眠状态，并不要求波动现象唤醒它而变为现实。从这个意义上讲，时间不与我们的宇宙同时产生，而是早就存在的。”

光很美，因为它不变化

在1907年，物理学家艾伯特?迈克耳孙（Albert Michelson，1852-1931）因为“光速的准确测定”而幸运地成为第一个获得诺贝尔奖的美国人，随后爱因斯坦在向他致贺时说道：“通过您杰出的实验工作，您已经为相对论理论的发展开辟了道路……”

他究竟做了什么大事呢？从1887年起，他与他的同事爱德华?莫雷“简单地”证实了光速是永远不变的，即使由一个物体在运动中“发射”的光，其速度也是不变的。

当时人们的意识还停留在绝对空间和绝对时间的概念上，在此基础上，当追踪某种速度的光线时，人们看到光线行进得应该慢一些。就像我们在生活中所见到的那样，如果我们坐汽车旅行，时速100公里，并追踪在同一方向以时速200公里行驶的火车，就会感到火车的时速好像仅为100公里。

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在迈克耳孙和莫雷实验的推动下，爱因斯坦开始修正时间的概念，开导致他于1905年提出狭义相对论的理论。一方面是光速的不变性，另一方面有距离的作用：事实上，这两个同时发生的事件，对于两个处在不同位置的观察者来说，感觉它们是在不同时间发生的。这就是为什么光传递的信息需用一定的时间才能到达目的地。为了弄清这一概念，我们同以设想两个宇航员，一个在空间站，另一个在附近的行星上，他们仔细观看由空间站中心点发出的光，不管这种光的方向是与空间站运动的方向一致，还是相反，空间站的宇航员可以同时看到光的前部和后部，而在行星上的宇航员则是先看到后部的光，然后才看到从发射点向前离去的前部的光。

时间过得越快，人老得越慢

随着狭义相对论中达到顶点的有关时间理论的革命，时间向我们表现出另一种惊人的面貌，即所谓“时间膨胀”，它违背普通常识，但去被不同的实验所证实。

时间的流逝根据观察者是静止还是运动状态以及运动的速度而定，用简单的话来说，就是一个跑着的人的时间流逝得慢，他跑得越快，其时间放慢得越明显。爱因斯坦本人也对这个论题提出著名的“双生子佯谬”，我们把它概括如下：两个孪生兄弟在宇宙飞船发射场相互离别，一个留在地球上，另一个上了以光速的80%的速度飞行的宇宙飞船。过了50年，留在地球上的兄弟去迎接航天兄弟的归来，人们会发现航天兄弟的面孔更年轻，事实上他只过了30年。这种现象在日常生活中并不明显，因为对乘坐时速为1000公里的喷气机的旅行者来说，每秒只减慢万亿分之一秒，因此他大约要旅行3万年才能积累下减慢的一秒。对乘坐时速1万公里的运载工具一一航天飞机的宇航员来说，这并不是长寿航程，因为每秒只减慢百亿分之一秒。不管怎样，科技进步使人们可以证实时间的减慢，人们用两个超精密度相同的原子钟进行实验，一个放在陆地上，一个放在时速超过3000公里的军用飞机或空间探测器上。实验证实了这样的假设：旅行过的钟比另一个钟走得慢。

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1916年，爱因斯坦扩充了相对论原理，把地球引力置于其理论的中心。从而对时间得出了惊人的结论：引力场对自然钟起减慢作用，类似我们前面所说的由运动产生的减慢。这就是说，不管在哪里，只要有强引力张力的存在，时间的消逝就会减慢：地球上的这种减慢相当于每秒减慢十亿分之一秒。