第86章 时间与黑洞

在古代，光阴表示时间。时间是人根据物质运动来划分的，不是本来就有的，宇宙中的“时”本来是没有间的。

物质运动需要耗费“时”，但是如果不把“时”分割成间，我们的思维就无法识别“时”，我们之所以能思考，是因为思维能对物质世界命名，物为实，思为虚，思命物以虚名，为思所用。

没有进行分割过的“时”，无法被命名，无法进行区分，只有分割成“时间”后，才能被思维所用，因为分割后可以命名了。

比如我们把地球绕太阳一周的运动过程划分为一年，地球自转一圈的运动过程划分为一日，这样的划分便于思维使用数字符号来计算。

如果你不是生活在地球上，绝对不会以地球的运动过程来分割时。所以，时间不过是人为了便于思维思考这个宇宙，而对物质运动进行的一种划分，是人定的规则，而并非什么自然规则。

间是人为的划分，怎么分都可以。

时间是一种客观存在。时间的概念是人类认识、归纳、描述自然的结果。

在古中国，其本意原指四季更替或太阳在黄道上的位置轮回，《说文解字》曰：时，四时也；《管子·山权数》说：时者，所以记岁也。

随着认识的不断深入，时间的概念涵盖了一切有形与无形的运动，《孟子·篇叙》注：“谓时曰支干五行相孤虚之属也。”可见时是用来描述一切运动过程的统一属性的，这就是时的内涵。

由于古代人们研究的问题基本都是宏观的、粗犷的、慢节奏的，所以只重视了“时”的问题。后来因为研究快速的、瞬时性的对象需要，补充进了“间”的概念。

于是，时间便涵盖了运动过程的连续状态和瞬时状态，其内涵得到了最后的丰富和完善，“时间”一词也就最后定型了。

那么时间究竟是什么？

即使在今天，我们仍然不能像定义任何一个实际的事物那样给时间下一个定义。我们可以度量时间，但不知道时间是什么，并且还把“时间”挂在墙上或者带在手腕上。

根据爱因斯坦的相对论，我们知道时间可以延长或是缩短。这就是物理学家为什么把时间简单地用作确立事件的序列，并且用时间标记它们。比如人的生日或食品的保质期等。

时间是像河流一样流动还是有间断的接替？

不幸的是，没有一种理论或者是一项实验能够证实时间是以连续的方式流动还是像一部电影里的每格画面，给人一种连续的印象，即有间断的接替。

对时间的连续性或间断性的研究还涉及到另外一个问题，即时间到底有没有开端。对此，至今还没有确切的答案。因为著名的大爆炸理论认为时间—空间有一个开始；而另外的一些科学家则指出，“时间”尺度没有一个瞬间的开始，这是不必要的。

这样事情就复杂了。因为根据量子力学的原理，比所谓的普朗克时间小的时间间隔是不可探知的。普朗克时间单位在秒数量级。所以在一个非常短的时间内是不可能计算出新生的宇宙状态的。

总之，就现在的理论来看，有关宇宙的第一声啼哭将永远是个未知数。

现在我们回到时间的“连贯性”上来。奇怪的是它能够以连续或间断的方式流动，但最小的、可计算的时间间隔则与“普朗克时间”一样。总之，时间是一条连续的带子，而物理学家把它当作一条环环相扣的、不连续的项链。

几年前，科学家大卫·芬克勒斯坦因曾经提出过一种理论，但是没有在科学界获得很大的支持。这位物理学家假设时间原子存在。这些时间原子可能表现出了它们的间断性。

对于所有人来说，时间是以同一种方式流逝吗？

爱因斯坦的理论表明答案是否定的。实际上同空间一样，时间也是相对的。

相对是什么意思呢？

即为了完整地而不是模棱两可地描述一个事件，那么这个事件就应该被放在一个参照系里。

例如，如果我与某人在路的尽头约会，那么“尽头”对另外一个人来说可能恰好是路的开端。如果我加上“在路尽头后面的广场”，那么这个“约会事件”就准确了。

带有时间因素的事情也是如此。如果我说10年过去了，那么我就必须指出，是与哪个参照系相比过去了10年。很明显，在每天的生活里没有必要拘泥于细节。

但是谁又知道将来我们会不会组织星际旅行或者与外星人交流呢？到那时，时间间隔就不再这么简单了，就会感到时间的相对性了。

一个有名的例子能够解释这一切。阿尔法和贝塔是一对30岁的孪生兄弟，都是宇航员。2000年，贝塔开始乘坐速度为每秒24万公里的太空飞船向距离地球8光年的一个星球进发。以这种速度，贝塔来回单程各需要10年时间。

事实是为了达到所要的平均速度，贝塔需要加快速度，而在到达目的地时还要减速。因为他们两个的参照系不再相同，只需改变运动方向我们就可以把阿尔法和贝塔的时间分离开来。

当贝塔在2020年回到地球上来时，将看到阿尔法庆祝50岁生日，而这时对他自己来说才刚刚过了12年，他才只有42岁。这不是一个智力测验。时间的伸缩已经被真实的表所测量到。

1971年盛顿华大学的哈费勒和美国海军天文台的理查德·基廷两位物理学家作了环球旅行，并且测量了飞机上的4座原子钟。飞机的速度无法和光的速度相比。

但是科学家们却证实捕捉到了时间的伸缩性：在旅行结束时,飞机上的钟表指示与地面上的钟表相比晚了59纳秒。

另外，高度也影响时间的流逝，爱因斯坦的理论表明由于重力的原因，时间离地面越近流逝得就越慢。实际上，在地下室里，时间流逝得要比在楼房顶层慢。

有人曾经计算过，在人的一生中，如果是住在一层的话，可以多活一微秒，当然，这对长寿来讲太微不足道了。

如果时间是一个尺度，那么为什么不能像在空间中一样前进和后退呢？

在将来和过去的时间中旅行都属于科学幻想。正如奥地利数学家库尔特·歌德尔在1949年所证实的一样，在过去的时间里旅行是不被物理学的法则所禁止的，然而条件是非常特殊的：宇宙要能够转动(这在现实中是不可能发生的)，并且时间的追求者必须以大于光速71%的速度移动。

总之，菜谱是有了，但是没有配料。

正如物理学家斯蒂芬·霍金所认为的那样，这可能是自然保护自己的一种方式，同时阻止时间旅行就会避免可能带来的悖论，例如会和自己相遇或者是改变历史一类的现象。

黑洞是否真的是时间机器呢？

黑洞所提供的可能性之一是，在通过了一个时空隧道后落入它们之中，并且重新出现在过去。

隧道是什么？有各种各样的假设，从抗重力到对映世界，再到宇宙更替。

虽然假设众多，但没有一个是可行的。只需想一想黑洞超强的引力就够了：时间就像一根皮筋，最后被拉长，而在这种情况下要想活着出来是毫无希望的。时间是一个永久的话题，人们仍在不断地探索和尝试其他的方法。

现代宇宙学理论认为，宇宙大爆炸“之前”没有时间可言。“永远向前”指时间的增量总是正数。时间表达物体的生灭排列。“时间”简称“时”。时间就是物质的运动和能量的传递。

……

那么什么有是空间？

空间是与时间相对的一种物质客观存在形式，但两者密不可分，按照宇宙大爆炸理论，宇宙从奇点爆炸之后，宇宙的状态由初始的“一”分裂开来，从而有了不同的存在形式、运动状态等差异，物与物的位置差异度量称之为“空间”，位置的变化则由“时间”度量。

空间由长度、宽度、高度、大小表现出来。通常指四方（方向）上下。

空间有宇宙空间、网络空间、思想空间、数字空间、物理空间等等，都属空间的范畴。地理学与天文学中指地球表面的一部分，有绝对空间与相对空间之分。空间由不同的线组成，线组成不同形状，线内便是空间。

空间是一个相对概念，构成了事物的抽象概念，事物的抽象概念是参照于空间存在的

物体存在、运动的(有限或无限的)场所，即三维区域，称为(三维)空间。

非欧几何学的出现，开阔了人们的眼界，由于存在与欧氏几何系统不同的非欧几何学系统，于是几何学及空间有了新的含义。

一般地，把“点”(即元素)的集合或具有某种几何结构的集合称为空间，例如维空间、黎曼空间等等。

黎曼几何学及维空间的概念建立以后，通常直观意义下的空间概念，就抽象成为现实世界中具有某种数量关系的“空间形式”。

空间是根据空间公理定义的。

空间公理：空间无界永在。逻辑表达式：U=r∈[0,+∞)∧r=ct。

空间公理分为点分理与空时关系分理两部份。

点分理：r∈[0,+∞)为“无界”，指“空间里任一点都居中”。

点数无限多，点点连续、点点不同又点点平权是空间本性。这里点P=(r,θ,φ)[球坐标]，r为P点到球坐标系原点的距离，其测量数值为非负实数，θ∈[0,π]，φ∈[0,2π]。

空时关系分理：r=ct为“永在”，指“空间永现于当前时刻”。

任何空间点都必然出现在当前时刻是空间与时间的基本关系。这里c为光速常量。因为根据狭义相对论中的四维时空概念，时空间隔ct－r=0是不变量，即时间和空间之间没有间隔，所以r=ct表示P点是光即时到达之点，也就是表示“空间永现于当前时刻”。

空间有“情的空间“和“知的空间”之分。肩并肩的、坐在身边的横向空间就是“情的空间”；而面对面而坐的纵向空间就是“知的空间”。前者使人感到有合作、进行情感交流的需要；后者使人觉得有竞争、压迫之感觉，没有可容情意进入的余地。