时间的物理和哲学问题

我们的时间的直觉理解是与物理学家的时间的理解很不一样的。我们如何调和这些观点？

13.8 — NOVEMBER 29, 2023

Marcelo Gleiser

Credit: Min Chiu / Adobe Stock

关键要点：

我们越多思考时间，它变得越神秘。

我们能谈论认知时间和物理学的时间，但它们似乎相当不同。也许没有时间的单一定义。

当我们把时间延伸到宇宙学时，似乎宇宙有自己的宇宙时钟，有一个奉为神圣秘密的开始和结束。

“时间不停止。”我们都说（并感受到）这一点，但我们几乎从来难停下来思考时间的意义和它的流逝。时间是那些深刻激动的话题之一，我们倾向于推到一边并宁愿来忘记的。毕竟，来思考时间和时间如何快流逝导致快的来思考死亡。这就是人类困境的本质，要有时间流逝的晓知，要知道我们在这个星球上和今生的日子是有限的。

过去、现在、未来

尽管如此，我们中的一些人确实思考时间的本质，而远非病态的人的物理学家做许多的那个。我们倾向于将时间分为三个部分，过去、现在和未来。众所周知，过去是在现在之前来的，是“过去”的，而未来是接下来来的，是“将来”是的。即便这种分裂看起来明显的，但它不是的。它更像是一个操作定义，在进一步分析下它变得相当模糊的。我们需要现在来定义过去和未来。但到底现在是什么？

凡是在时间中被定义的需要有持续时间。我们能回顾我们的生活并将那段广阔的时间叫过去。我们能展望未来并叫来的未来。但什么是中间的分界点呢？现在尽它能是薄的一样。事实上，数学上我们将现在定义为一个时间中的单一点。这个点是一个抽象，是一个点，它没有持续时间。因此，数学上现在是一个时间中没有持续时间的点：现在不存在或者至少在时间的数学定义中它没有持续时间！

另一方面，我们确实有一种现在的感觉。我们的思维创造持续时间的感觉以便我们能将现实归因到我们叫 “现在” 的。(这里是一个强调认知上这怎样起作用的 TEDx talk )

本质上时间是一个变化的测量。当一切仍然相同时，时间是不必要的。這就是為什麼在天堂中沒有時間：沒有变化，沒有時間。但如果我们需要描述一辆汽车的运动或者月球绕地球的运动，或者一个化学反应或者一个婴儿成长为蹒跚学步的孩子我们需要时间。

爱因斯坦的时间观

在17世纪末，艾萨克·牛顿定义了我们叫绝对时间的，这个时间就像一条严厉的河流一样稳定的流动，对所有观察者都是一样的------也就是说，做出测量周围移动的物体的人或仪器。在20世纪初，阿尔伯特·爱因斯坦争论了这种时间的概念是一个对真实的正在进行的粗略的近似。他说，时间和持续时间依靠观察者之间的相对运动。

一个著名的例子是同时性的定义，当据说两个或多个事件来在同时发生。爱因斯坦解释说对一个观察者A同时发生的两个事件对一个相对于A运动的观察者B在不同的时间发生。

爱因斯坦被他在伯尔尼家门口的火车站启发，用火车来说明他的革命性想法。想象当火车经过时A 站在车站旁。当火车正好行驶到一半时两次闪电击中了它的前头和后头。观察者A测量来自两次击中光到达她用的时间并得出结论：它们是在同时到达的，它们是同时的。

然而，观察员B在行驶中的火车内。对他击中火车前部的闪电在一个击中火车后部之前到达了他。爱因斯坦提出原因是简单的：由于光无论如何都以相同的速度旅行（这是他的革命性假设），并且火车正在向前移动，因此，击中前方的闪电将有一个更短的来旅行的距离，因此在击中后部的闪电之前到达了观察者B，而后部的闪电不得不赶上运动中的火车。

现在，对正常的列车速度这个差异嘲笑般的小。这就是为什么我们在日常生活中没有注意到这些事情的。这就是为什么牛顿的绝对时间的近似，无关观察者的运动对日常事物起作用的。但随速度增加并接近光速，差异变得可注意到的。这种效应已经被在实验室和其他实验中测量了无数次，证实爱因斯坦的狭义相对论。时间以及它的感知真的是相当微妙的。

爱因斯坦没有停在那里。十年后的1915年，他发表了他的广义相对论，表明一旦我们包括加速运动，我们必须一起重新思考引力和空间和时间的本质。在一次壮观的直觉的展示中，爱因斯坦意识到引力模仿加速度（就像你在一个快速的电梯里上下并感觉到你的“重量”变化一样）。他意识到了来理解恒定光速的加速运动是等同于来将引力描述为空间和时间的弯曲。（“弯曲”时间意味着引力影响时间的流逝）。

很粗略的，每当有一个引力拉力时从它移动离开就更难。甚至光被影响，不在于它的速度而是它的波属性，随它试图从引力强大的区域离开变得伸展出去，像靠近一颗恒星，更急剧的靠近一个黑洞。如果你把光波想象成一种时钟（例如，你能计算每秒有多少波峰经过你身边），你看到引力减少经过的波峰的数。引力越强，您计数的波峰就越少。这种究因应用到任何类型的时钟，它转化为说引力减慢时间。（有关更多信息，您可以查看 this link.)

时间流逝的意义

因此，无论在我们可能叫认知时间（我们有的时间流逝的主观感觉）还是在物理学家的时间中有许多微妙性。1922年，哲学家亨利·柏格森（Henri Bergson）和爱因斯坦（Einstein）之间发生了一场来讨论这两种明显冲突的时间概念的著名辩论。如果有任何东西，这场讨论造成了科学和人文学科之间的鸿沟来甚至更增长。也许一个有用的折衷方案不是将时间限制在一个单一的定义中，而是上下文上来考虑它，因为它服务不同的目的。

当我们思考宇宙的起源时事情变得甚至更模糊。“起源”这个词已经说：这是时间中当我们所知道的宇宙它形成的那一刻，本质上，当时间开始来滴答作响时。这如何发生的仍然是一个秘密，带来一系列概念上的困难的。

那么，有另一种时钟一种宇宙时钟，大约在138亿年前在大爆炸时开始滴答作响的，如果我们现在知道宇宙的和它的物质内容是似乎摆好姿势保持继续运行我们能想象长的任何表明。然而，来使事情变得更有趣，鉴于我们关于遥远未来能说的依靠我们知道的遥远未来宇宙中的属性的了解，我们能肯定说得很少。存在，从宇宙到人类两端都被神秘括着。

https://bigthink.com/13-8/physical-philosophical-problem-time/