《時間簡史》都講了些什麼之二:時間與空間(2)時間假象

宇宙從何而來,又向何處去?宇宙有開端嗎?如果有的話,在開端之前發生了什麼?時間的本質是什麼?它可以倒流嗎?它會有一個終結嗎?

上一節的時候我們講到,在不停息地運動著的宇宙中,絕對空間是不存在的。我們要判斷一個物體的運動我們必須有相應的參照物。而光也是以某一種速率在運動著,而觀測光的運動的參照物是一種宇宙中無所不在假想的叫做“以太”的物質。

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人們假象的以太形狀是金字塔狀的四面體

然而,在當時還是默默無聞的瑞士專利局的職員阿爾伯特.愛因斯坦,在1905年的一篇著名的論文中指出,只要人們願意棄絕絕對的時間觀念的話,整個以太的觀念則是多餘的。幾個星期後,法國第一流的數學家亨利.龐加萊也指出了類似的觀點。

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在相對運動的概念中,不同的物體相對與不同的參照物觀測到的物體運動的速度都是不同的。然而,對與光來言,不管觀察者運動速度多快,他們都應測量到一樣的光速。或者可用愛因斯坦著名的方程式E=mc²來表達(E是能量,m是質量,c是光速)以及沒有任何東西可以進行得比光速還快的定律。因為要達到光速需要無限大的能量才能做到。

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然而雖然光速是一致的,但是,假如時間是絕對的,但由於空間不是絕對的,所以不同的觀測者對光運行的距離意見總是不一致。而由於距離不一致,因此,光傳播需要的時間就不是絕對的。二者總是相互衝突。

就比如說,你與你千里之外的朋友同時看到月亮,距離已知的情況下,離月亮較近的一方測量到的光速與你測量到的就不是一樣的。而距離未知的情況下,測量與月亮的距離時,又必須用一致的光的運動速度來測量。

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總之,相對論終結了絕對時間的觀念

時間不能完全脫離和獨立於空間,而需要和空間結合在一起形成所謂的時空的客體。比如我們的米,其實是光在以銫原子時鐘測量的光在:0.000000003335640952秒內運行的距離。

一個事件是在特定的時刻和在空間特定的一點發生的某件事。如果不加上時間的概念,就無法準確地描述一個空間的具體位置,而時間也不能獨立於空間而存在。

我們的生活是由一幀一幀的時空畫面組成的。如同電影放映的膠捲。

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如果絕對的時間並不存在,為什麼我們能如此清晰地感受它,並且只能向前走而不能回到過去亦或是去向未來呢?

下一章為大家揭曉:時間簡史都講了些什麼:之二:時間與空間(3)靜止的時間和回到過去

小編寄語:《時間簡史》是霍金先生偉大的科學鉅著.它從各種物理學的研究中探索時間的由來以及對我們人類的影響及意義. 天文物理學也許離我們的日常生活很遠,但是,他可以打開我們用另一種方式看世界的大門,更高的,更深遠的角度,讓我們意識到那些日常的瑣事其實是微不足道的.

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