漫談時間

Ｍｏｎｉｃａ?。停幔颍澹欤欤?/p>

時間對于住在一樓的人來說比住在頂層的人過得慢，盡管它不足以使里面的人長壽。要想使一個人變得年輕些，只需乘坐一架普通的飛機做一次環(huán)球旅行就可以了。這是時間效應(yīng)對所有的人都相同的一個令人難以置信的結(jié)果：時間可以延長，也可以縮短，這取決于空間、重力和速度。本文將帶領(lǐng)讀者去探索時問這個外表看起來很親近，但是又很神秘的尺度。

一、時間究竟是什么?

1000多年來，人們一直都在尋找這個問題的答案。比如，在古希臘，時間的定義問題對哲學(xué)家的困擾甚于對數(shù)學(xué)家的困擾。在伽利略的偉大發(fā)現(xiàn)之后，牛頓把時間最終定義為數(shù)學(xué)上的量。但是，這位偉大的英國科學(xué)家認為，時間是一個被神秘氣息所覆蓋著的客體，因為時間獨立于任何物體，在一切之上，是絕對的。

愛因斯坦認為，時間一點也不像大自然里的一條“自由自在的狗”，而是一個實實在在的尺度。即使在今天，我們?nèi)匀徊荒芟穸x任何一個實際的事物那樣給時間下一個定義。我們可以度量時間，但不知道時間是什么，并且還把“時間”掛在墻上或者戴在手腕上。根據(jù)愛因斯坦的相對論，我們知道時間可以延長或縮短。這就是物理學(xué)家為什么把時間簡單地用作確立事件的序列，并且用時間標記它們，如人的生日或食品的保質(zhì)期等。

二、時間是像河流一樣流動，還是有間斷地接替?

目前，沒有一種理論或者一項實驗?zāi)軌蜃C實時間是以連續(xù)的方式流動，還是像一部電影里的每格畫面給人一種連續(xù)的印象，即有間斷地接替。對時間的連續(xù)性或間斷性的研究還涉及另外一個問題，即時間到底有沒有開端?對此，至今還沒有確切的答案。因為著名的大爆炸理論認為“時間—空間”有一個開始；另外一些科學(xué)家則指出，“時間”尺度沒有一個瞬間的開始，這是不必要的。這樣事情就復(fù)雜了。因為根據(jù)量子力學(xué)的原理，比所謂的普朗克時間小的時間間隔是不可探知的。普朗克時間單位在秒數(shù)量級，所以在一個非常短的時間內(nèi)是不可能計算出新生的宇宙狀態(tài)的?？傊?，就現(xiàn)在的理論來看，有關(guān)宇宙的第一聲啼哭將永遠是個未知數(shù)。

現(xiàn)在我們回到時問的“連貫性”上來。奇怪的是它能夠以連續(xù)或間斷的方式流動，但最小的、可計算的時間間隔則與“普朗克時間”一樣?？傊?，時間是一條連續(xù)的帶子，而物理學(xué)家把它當作一條環(huán)環(huán)相扣的、不連續(xù)的項鏈。

三、對于所有人來說，時間是以同一種方式流逝嗎?

愛因斯坦的理論表明答案是否定的。實際上同空間一樣，時間也是相對的。相對是什么意思呢?即為了完整地而不是模棱兩可地描述一個事件，那么這個事件就應(yīng)該被放在一個參照系里。例如，如果我與某人在路的盡頭約會。那么“盡頭”對另外一個人來說可能恰好是路的開端。如果我加上“在路盡頭后面的廣場”，那么這個“約會事件”就準確了。帶有時間因素的事情也是如此。如果我說10年過去了。那么我就必須指出，是與哪個參照系相比過去了10年。很明顯，在每天的生活里沒有必要拘泥于細節(jié)。但是誰又知道將來我們會不會組織星際旅行或者與外星人交流呢?到那時，時間間隔就不再這么簡單了，我們就會感到時間的相對性了。

四、如果時間是一個尺度，那么為什么不能像在空間中一樣前進和后退呢?

在將來和過去的時間中旅行都屬于科學(xué)幻想。正如奧地利數(shù)學(xué)家?guī)鞝柼亍じ璧聽栐?949年所證實的一樣，在過去的時間里旅行是不被物理學(xué)的法則所禁止的，然而條件是非常特殊的：宇宙要能夠轉(zhuǎn)動(這在現(xiàn)實中是不可能發(fā)生的)，并且時間的追求者必須以大于光速71％的速度移動?？傊?，菜譜是有了，但是沒有配料。正如物理學(xué)家斯蒂芬·霍金所認為的那樣，這可能是自然保護自己的一種方式，同時阻止時間旅行就會避免可能帶來的悖論，例如會和自己相遇或者是改變歷史一類的現(xiàn)象。

五、黑洞是否真的是時間機器呢?

黑洞所提供的可能性之一是，在通過了一個時空隧道后落入它們之中，并且重新出現(xiàn)在過去。隧道是什么?有各種各樣的假設(shè)，從抗重力到宇宙更替等。雖然假設(shè)眾多，但沒有一個是可行的。只需想一想黑洞超強的引力就夠了：時間就像一根皮筋，最后被拉長，而在這種情況下要想活著出來是毫無希望的。

時間是一個永久的話題，人們?nèi)栽诓粩嗟靥剿骱蛧L試其他的方法。

摘自《科學(xué)世界》，本刊責(zé)任編校陳菁菁