第86章 時間與黑洞

在古代，光陰表示時間。時間是人根據物質運動來劃分的，不是本來就有的，宇宙中的「時」本來是沒有間的。

物質運動需要耗費「時」，但是如果不把「時」分割成間，我們的思維就無法識別「時」，我們之所以能思考，是因為思維能對物質世界命名，物為實，思為虛，思命物以虛名，為思所用。

沒有進行分割過的「時」，無法被命名，無法進行區分，只有分割成「時間」后，才能被思維所用，因為分割后可以命名了。

比如我們把地球繞太陽一周的運動過程劃分為一年，地球自轉一圈的運動過程劃分為一日，這樣的劃分便于思維使用數字元號來計算。

如果你不是生活在地球上，絕對不會以地球的運動過程來分割時。所以，時間不過是人為了便于思維思考這個宇宙，而對物質運動進行的一種劃分，是人定的規則，而並非什麼自然規則。

間是人為的劃分，怎麼分都可以。

時間是一種客觀存在。時間的概念是人類認識、歸納、描述自然的結果。

在古中國，其本意原指四季更替或太陽在黃道上的位置輪迴，《說文解字》曰：時，四時也；《管子·山權數》說：時者，所以記歲也。

隨著認識的不斷深入，時間的概念涵蓋了一切有形與無形的運動，《孟子·篇敘》註：「謂時曰支幹五行相孤虛之屬也。」可見時是用來描述一切運動過程的統一屬性的，這就是時的內涵。

由於古代人們研究的問題基本都是宏觀的、粗獷的、慢節奏的，所以只重視了「時」的問題。後來因為研究快速的、瞬時性的對象需要，補充進了「間」的概念。

於是，時間便涵蓋了運動過程的連續狀態和瞬時狀態，其內涵得到了最後的豐富和完善，「時間」一詞也就最後定型了。

那麼時間究竟是什麼？

即使在今天，我們仍然不能像定義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，但不知道時間是什麼，並且還把「時間」掛在牆上或者帶在手腕上。

根據愛因斯坦的相對論，我們知道時間可以延長或是縮短。這就是物理學家為什麼把時間簡單地用作確立事件的序列，並且用時間標記它們。比如人的生日或食品的保質期等。

時間是像河流一樣流動還是有間斷的接替？

不幸的是，沒有一種理論或者是一項實驗能夠證實時間是以連續的方式流動還是像一部電影里的每格畫面，給人一種連續的印象，即有間斷的接替。

對時間的連續性或間斷性的研究還涉及到另外一個問題，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；而另外的一些科學家則指出，「時間」尺度沒有一個瞬間的開始，這是不必要的。

這樣事情就複雜了。因為根據量子力學的原理，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量級。所以在一個非常短的時間內是不可能計算出新生的宇宙狀態的。

總之，就現在的理論來看，有關宇宙的第一聲啼哭將永遠是個未知數。

現在我們回到時間的「連貫性」上來。奇怪的是它能夠以連續或間斷的方式流動，但最小的、可計算的時間間隔則與「普朗克時間」一樣。總之，時間是一條連續的帶子，而物理學家把它當作一條環環相扣的、不連續的項鏈。

幾年前，科學家大衛·芬克勒斯坦因曾經提出過一種理論，但是沒有在科學界獲得很大的支持。這位物理學家假設時間原子存在。這些時間原子可能表現出了它們的間斷性。

對於所有人來說，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。

相對是什麼意思呢？

即為了完整地而不是模稜兩可地描述一個事件，那麼這個事件就應該被放在一個參照系裡。

例如，如果我與某人在路的盡頭約會，那麼「盡頭」對另外一個人來說可能恰好是路的開端。如果我加上「在路盡頭後面的廣場」，那麼這個「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，那麼我就必須指出，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於細節。

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，時間間隔就不再這麼簡單了，就會感到時間的相對性了。

一個有名的例子能夠解釋這一切。阿爾法和貝塔是一對30歲的孿生兄弟，都是宇航員。2000年，貝塔開始乘坐速度為每秒24萬公里的太空飛船向距離地球8光年的一個星球進發。以這種速度，貝塔來回單程各需要10年時間。

事實是為了達到所要的平均速度，貝塔需要加快速度，而在到達目的地時還要減速。因為他們兩個的參照系不再相同，只需改變運動方向我們就可以把阿爾法和貝塔的時間分離開來。

當貝塔在2020年回到地球上來時，將看到阿爾法慶祝50歲生日，而這時對他自己來說才剛剛過了12年，他才只有42歲。這不是一個智力測驗。時間的伸縮已經被真實的表所測量到。

1971年盛頓華大學的哈費勒和美國海軍天文台的理查德·基廷兩位物理學家作了環球旅行，並且測量了飛機上的4座原子鐘。飛機的速度無法和光的速度相比。

但是科學家們卻證實捕捉到了時間的伸縮性：在旅行結束時,飛機上的鐘錶指示與地面上的鐘錶相比晚了59納秒。

另外，高度也影響時間的流逝，愛因斯坦的理論表明由於重力的原因，時間離地面越近流逝得就越慢。實際上，在地下室里，時間流逝得要比在樓房頂層慢。

有人曾經計算過，在人的一生中，如果是住在一層的話，可以多活一微秒，當然，這對長壽來講太微不足道了。

如果時間是一個尺度，那麼為什麼不能像在空間中一樣前進和後退呢？

在將來和過去的時間中旅行都屬於科學幻想。正如奧地利數學家庫爾特·歌德爾在1949年所證實的一樣，在過去的時間裡旅行是不被物理學的法則所禁止的，然而條件是非常特殊的：宇宙要能夠轉動(這在現實中是不可能發生的)，並且時間的追求者必須以大於光速71%的速度移動。

總之，菜譜是有了，但是沒有配料。

正如物理學家斯蒂芬·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象。

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，並且重新出現在過去。

隧道是什麼？有各種各樣的假設，從抗重力到對映世界，再到宇宙更替。

雖然假設眾多，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，最後被拉長，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，人們仍在不斷地探索和嘗試其他的方法。

現代宇宙學理論認為，宇宙大爆炸「之前」沒有時間可言。「永遠向前」指時間的增量總是正數。時間表達物體的生滅排列。「時間」簡稱「時」。時間就是物質的運動和能量的傳遞。

……

那麼什麼有是空間？

空間是與時間相對的一種物質客觀存在形式，但兩者密不可分，按照宇宙大爆炸理論，宇宙從奇點爆炸之後，宇宙的狀態由初始的「一」分裂開來，從而有了不同的存在形式、運動狀態等差異，物與物的位置差異度量稱之為「空間」，位置的變化則由「時間」度量。

空間由長度、寬度、高度、大小表現出來。通常指四方（方向）上下。

空間有宇宙空間、網路空間、思想空間、數字空間、物理空間等等，都屬空間的範疇。地理學與天文學中指地球表面的一部分，有絕對空間與相對空間之分。空間由不同的線組成，線組成不同形狀，線內便是空間。

空間是一個相對概念，構成了事物的抽象概念，事物的抽象概念是參照於空間存在的

物體存在、運動的(有限或無限的)場所，即三維區域，稱為(三維)空間。

非歐幾何學的出現，開闊了人們的眼界，由於存在與歐氏幾何系統不同的非歐幾何學系統，於是幾何學及空間有了新的含義。

一般地，把「點」(即元素)的集合或具有某種幾何結構的集合稱為空間，例如維空間、黎曼空間等等。

黎曼幾何學及維空間的概念建立以後，通常直觀意義下的空間概念，就抽象成為現實世界中具有某種數量關係的「空間形式」。

空間是根據空間公理定義的。

空間公理：空間無界永在。邏輯表達式：U=r∈[0,+∞)∧r=ct。

空間公理分為點分理與空時關係分理兩部份。

點分理：r∈[0,+∞)為「無界」，指「空間里任一點都居中」。

點數無限多，點點連續、點點不同又點點平權是空間本性。這裡點P=(r,θ,φ)[球坐標]，r為P點到球坐標系原點的距離，其測量數值為非負實數，θ∈[0,π]，φ∈[0,2π]。

空時關係分理：r=ct為「永在」，指「空間永現於當前時刻」。

任何空間點都必然出現在當前時刻是空間與時間的基本關係。這裡c為光速常量。因為根據狹義相對論中的四維時空概念，時空間隔ct－r=0是不變數，即時間和空間之間沒有間隔，所以r=ct表示P點是光即時到達之點，也就是表示「空間永現於當前時刻」。

空間有「情的空間「和「知的空間」之分。肩並肩的、坐在身邊的橫向空間就是「情的空間」；而面對面而坐的縱向空間就是「知的空間」。前者使人感到有合作、進行情感交流的需要；後者使人覺得有競爭、壓迫之感覺，沒有可容情意進入的餘地。