時間
時間是存在的持續序列和事件,這種事件是從過去,到現在和未來的明顯不可逆的繼承中發生的。它是用於對事件進行測序,比較事件持續時間或之間間隔的持續時間的各種測量值的組件數量,以及量化物質現實中數量變化的速率或有意識的體驗。時間通常稱為第四維,以及三個空間維度。
時間是國際單位系統(SI)和國際數量體系的七個基本物理量之一。 SI基礎時間單位是第二個,它是通過測量剖宮產的電子過渡頻率來定義的。一般相對性是了解時空工作方式的主要框架。通過在時空的理論和實驗研究中的進步,已經表明,時間可以扭曲和擴張,尤其是在黑洞的邊緣。
在整個歷史中,時間一直是宗教,哲學和科學研究的重要主題。時間測量已佔領了科學家和技術人員,並且是導航和天文學的主要動機。由於意識到每天和人類生活跨度的有限時間,時間也具有重要的社會重要性,具有經濟價值(“時間是金錢”)以及個人價值。
定義
以適用於所有沒有循環性的所有領域的方式定義時間一直避免了學者。然而,諸如商業,行業,體育,科學和表演藝術等各種領域都將一些時間概念納入了各自的測量系統中。在物理學中,時間用於定義其他數量,例如速度,因此在此類數量方面定義時間將導致定義循環。
物理學的時間在操作上定義為“時鐘讀取的內容”。時間的操作定義,其中一個人說,觀察一個或另一個標準週期性事件的一定數量的重複構成一個標准單元,例如第二個單位,在進行先進的實驗和生活的日常事務方面很有用。有許多系統可以確定時間是什麼時候。週期性事件和周期性動議長期以來一直是時間單位的標準。例子包括太陽穿過天空的明顯運動,月球的階段以及自由旋轉擺的通過。更現代的系統包括全球定位系統,其他衛星系統,協調的通用時間和平均太陽時間。通常,從不同時間系統獲得的數字彼此不同,但是通過仔細的測量,它們可以同步。
時間的操作定義不能解決時間的基本性質。對空間和時間之間關係的調查導致物理學家定義了時空連續體,在該連續體中,每個事件都分配了四個代表其時間和位置的數字(事件的坐標)。事件的例子是兩個顆粒的碰撞,超新星的爆炸或火箭船的到來。一般相對論解釋了為什麼事件的觀察到的時間對於不同的觀察者可能有所不同。總體而言,現在什麼時候僅具有相對於特定觀察者的含義的問題。距離和時間密切相關,光線傳播特定距離所需的時間對於所有觀察者都是相同的,正如米歇爾森和莫利首次公開證明的那樣。事件可以在太空中的許多方向上分開,但是如果兩個事件被時間分開,那麼一個事件必須先於另一個事件,所有觀察者都將同意這一點。在量子力學成立的極度間隔中,一般相對性並不能解決時間的性質。在量子力學中,時間被視為通用和絕對參數,與一般相對論的獨立時鐘概念不同。調解這兩種理論被稱為時間問題。截至2023年,沒有普遍接受的量子相對論理論。
測量
一般而言,時間測量的方法或計時級的方法採用兩種不同的形式:日曆,一個用於組織時間間隔的數學工具以及時鐘,一種計算時間流逝的物理機制。在日常生活中,諮詢時間不到一天的時間,而日曆的時間比一天的時間更長。個人電子設備越來越同時顯示日曆和時鐘。通過從信託時期計數(中央參考點)來獲得指定事件的指定事件的數字(如時鐘撥號或日曆)。
日曆的歷史
舊石器時代的文物表明,月亮早在6000年前就被用來估算時間。 Lunar日曆是最早出現的,年度為12或13個月月(354天或384天)。如果沒有增加幾天或幾個月的時間,則僅基於十二個月月的日曆,季節很快就會漂移。 Lunisolar日曆在幾年中增加了第13個月,以彌補整整一年(現在已知約365.24天)和僅12個月月的一年之間的差異。十二和十三的數字在許多文化中都顯著,至少部分是由於這種數月到幾年的關係。日曆的其他早期形式起源於中美洲,特別是在古代瑪雅文明中。這些日曆是宗教和天文學的,一個月的一年零20天有18個月,再加上五個日期日期。
公元前45年,朱利葉斯·凱撒(Julius Caesar)的改革使羅馬世界登上了太陽日曆。這個朱利安日曆是有問題的,因為它的插入仍然使天文溶解度和春分速度每年大約11分鐘前進。教皇格雷戈里十三世在1582年提出了校正。格里高利日曆僅在幾個世紀以來被不同國家慢慢採用,但現在是迄今為止世界上最常用的日曆。
在法國大革命期間,為法國的解剖學化的一部分發明了一個新的時鐘和日曆,並創建了一個更合理的系統以取代格里高利日曆。法國共和黨日曆的日子包括十個小時的一百分鐘,這標誌著與許多其他文化中許多其他設備中使用的基本12(十二指腸)系統的偏差。該系統於1806年被廢除。
其他設備的歷史
已經發明了各種各樣的設備來測量時間。這些設備的研究稱為鐘錶。
可追溯到c的埃及裝置。公元前1500年,形狀與彎曲的T平方相似,測量了從其橫桿在非線性規則上鑄造的陰影的時間。 T在早晨向東定向。中午,該設備轉過身,以便可以在傍晚的方向上投射陰影。
聖迪亞爾使用gnomon在校準到小時的一組標記上投射陰影。陰影的位置標誌著當地時代的時間。將一天分為較小的部分的想法歸功於埃及人,因為他們的日常生在十二世系統上運作。數字12的重要性是由於一年中的月球循環的數量以及用於計算夜晚通道的恆星數量。
古代世界中最精確的計時設備是水時鐘或clepsydra ,其中之一是在埃及法老王Amenhotep i的墳墓中發現的。它們即使在晚上也可以用來測量小時,但需要手動維護來補充水流。古希臘人和來自Chaldea (美索不達米亞東南部)的人們定期保持計時記錄,這是他們天文觀察的重要組成部分。尤其是阿拉伯發明家和工程師,改善了最高時代的水時鐘的使用。在11世紀,中國發明家和工程師發明了由逃生機制驅動的第一個機械時鐘。
沙漏使用沙子的流量來測量時間流。它們用於導航。費迪南德·麥哲倫(Ferdinand Magellan)在每艘船上使用18杯玻璃杯進行全球範圍(1522)。
香棍和蠟燭曾經是並且通常用於測量全球寺廟和教堂的時間。水時鐘以及後來的機械時鐘被用來標記中世紀的修道院和修道院的事件。沃靈福德的理查德(Richard of Wallingford )(1292–1336),聖奧爾本修道院(St. Alban's Abbey)的住持,著名地將機械時鍾建造為1330年的天文術。
伽利略·伽利略(Galileo Galilei) ,尤其是克里斯蒂亞·韋根斯(Christiaan Huygens) ,在鐘擺驅動的時鐘發明以及喬斯特·伯吉(Jost Burgi)的發明,尤其是克里斯蒂亞·惠根(Christiaan Huygens)取得了巨大的進步。
英語單詞時鐘可能來自中間荷蘭語klocke ,反過來又源自中世紀的拉丁語clocca ,該單詞最終源自凱爾特人,並與法語,拉丁語和德語單詞相似,這意味著鈴鐺。海上小時的通過時,用鈴鐺標記,並表示時間(請參閱船鐘)。小時在修道院和海上都有鈴鐺標記。
時鐘的範圍從手錶到更奇特的品種,例如現在的時鐘。它們可以由多種手段,包括重力,彈簧和各種形式的電力驅動,並由諸如鐘擺等各種手段進行調節。
鬧鐘首先在公元前250年左右出現在古希臘,並帶有水時鐘,這會引起哨聲。 Levi Hutchins和Seth E. Thomas隨後將這個想法機械化。
計時儀表是符合某些精度標準的便攜式計時器。最初,該術語被用來指代海洋天文組織,這是一種用於通過天體導航來確定經度的時計,這是約翰·哈里森(John Harrison)首次實現的精確度。最近,該術語也已應用於Chronometer Watch ,該手錶符合瑞士機構COSC設定的精確標準。
最準確的計時設備是原子鐘,它們在數百萬年內準確到幾秒鐘,並用於校准其他時鐘和計時儀器。
原子時鐘使用某些原子中電子躍遷的頻率來測量第二個原子。使用的原子之一是剖宮產。大多數現代的原子鐘探針用微波爐探測,以確定這些電子振動的頻率。自1967年以來,國際測量系統基於其時間單位,第二個基於剖宮產原子的性質。 SI將第二個定義為9,192,631,770個輻射週期,這與133 CS原子的基態的兩個電子自旋能水平之間的過渡相對應。
如今,與網絡時間協議協調的全球定位系統可以用於同步全球的定時管理系統。
在中世紀的哲學著作中,原子是時間單位,被稱為時間最小的時間。最早的英語出現是伯特弗斯( Byrhtferth )的enchiridion (科學文本),為1010–1012,它被定義為動量的1/564(11⁄2分鐘),因此等於一秒鐘的15/94。它用於計算計算復活節日期的過程中。
截至2010年5月,直接測量的最小時間間隔不確定性為12個attosecond (1.2×10 -17秒),約為3.7×10 26 Planck次。
單位
第二個是SI基礎單元。一分鐘(分鐘)的長度為60秒(或使用LEAP秒時,很少有59或61秒),一個小時的長度為60分鐘或3600秒。一天通常長度為24小時或86,400秒;但是,由於日光節省的時間和leap秒,日曆日的持續時間可能會有所不同。
時間標準
時間標準是用於測量時間的規範:將數字或日曆日期分配給即時(時間點),量化時間間隔的持續時間並建立年表(事件的順序)。在現代,幾個時間規格被正式公認為標準,以前是習俗和實踐問題。 1955年的發明原子時鐘的發明導致替代了較舊的,純粹的天文時間標準,例如,出於大多數實際目的,使用SI第二個基於原子時間或部分基於原子時間,恆星時間和陣地時間和陣地時間。
國際原子時間(TAI)是計算其他時間標準的主要國際時間標準。通用時間(UT1)是根據天文觀測計算出的0°經度下的平均太陽時間。由於地球旋轉的不規則性,它因TAI而異。協調的通用時間(UTC)是一種原子時間尺度,旨在近似通用時間。 UTC與TAI的不同秒數不同。通過引入“ leap second”,UTC將UTC保持在UT1的0.9秒之內。全球定位系統基於UTC時間廣播非常精確的時間信號。
地球表面分為多個時區。時區域中的標準時間或民用時間偏離固定的圓量,通常是整個小時數,通常是某種形式的通用時間,通常是UTC。大多數時區域相距一小時,並且按照慣例計算其當地時間是從UTC偏移的。例如,海上的時區基於UTC。由於節省時間過渡,在許多位置(但不在海上)每年兩次不同。
其他一些時間標準主要用於科學工作。地面時間是TAI實現的理論理想規模。在相對論一般理論的背景下,地理坐標時間和Barycentric坐標時間是定義為坐標時間的量表。 Barycentric動力學時間是仍在使用的較舊的相對論量表。
哲學
宗教
將時間視為周期性的宗教
古代文化,例如印加,瑪雅,霍皮島和其他美洲原住民部落 - 加上巴比倫人,古希臘人,印度教,佛教, Jainism等 - 有一個時間的概念:他們認為時間是週期性的,包括重複出生與滅絕之間宇宙的每個存在發生的時代。
作為亞伯拉罕宗教的線性時間
一般而言,伊斯蘭和猶太基督教世界觀將時間視為線性和方向性,從上帝的創造行為開始。傳統的基督教觀點將時間結尾,隨著當前事物的末世末尾,即“結束時間”。
在舊約書中傳道書,傳統上歸因於所羅門(公元前970 - 928年),時間(作為希伯來語單詞עעעעע預定事件的通過。 (另一個詞,ز貴了Zamān ,是指適合事件的時間,被用作現代阿拉伯語,波斯語和希伯來語,等同於英語單詞“ Time”。)
希臘神話中的時間
希臘語言表示兩個不同的原則,分別是計時和凱羅斯。前者是指數字或時間順序的時間。後者實際上是“正確或合適的時刻”,特別與形而上學或神聖的時間有關。在神學中,凱羅斯是定性的,而不是定量。
在希臘神話中,Chronos(古希臘:χρόνος)被確定為時間的擬人化。他在希臘語中的名字是“時間”,是拼寫的chronus(拉丁語拼寫)或khronos。 Chronos通常被描繪成一個老,聰明的男人,長鬍鬚,例如“父親時間”。一些英語單詞的詞源是Khronos/Chronos,包括時間順序,天文鐘,慢性,不合時宜,同步和紀事。
卡巴拉和拉比思想的時間
拉比有時會看到時間就像“一項隨意擴張和倒塌的手風琴”。根據卡巴拉主義者的說法,“時間”是悖論和幻想。
在西方哲學中
時間上的兩個對比觀點分配了傑出的哲學家。一種觀點是,時間是宇宙基本結構的一部分 - 一個獨立於事件的維度,其中事件是按順序發生的。艾薩克·牛頓(Isaac Newton)訂閱了這種現實主義觀點,因此有時被稱為牛頓時代。
相反的觀點是,時間並不是指事件和對象“通過”,也不是任何“流動”的實體,而是它是基本智力結構的一部分(與空間和空間一起數字)其中人類序列和比較事件。以戈特弗里德·萊布尼茲(Gottfried Leibniz)和伊曼紐爾·康德(Immanuel Kant)的傳統,第二種觀點認為,時間既不是事件,也不是事物,因此本身不是可以衡量的,也無法將其旅行。
此外,可能有一個主觀的組成部分,但是時間本身是否被“感覺到”,或者是一種判斷,都是辯論的問題。
在哲學上,整個世紀以來都對時間受到質疑。幾點了,是否是真實的。古希臘哲學家詢問時間是線性還是周期性,以及時間是無盡的還是有限的。這些哲學家有不同的解釋時間。例如,古代印度哲學家有一些被稱為時間之輪。據信,在宇宙的壽命中有重複的年齡。這導致了諸如重生和輪迴週期之類的信念。希臘哲學家認為宇宙是無限的,對人類是一種幻想。柏拉圖認為,造物主與天堂的瞬間相同。他還說,時間是天體的運動時期。亞里士多德認為,時間與運動有關,那個時間不是獨自存在的,而是相對於物體運動的。他還認為時間與天體的運動有關。人類能分辨時間的原因是由於軌道時期,因此時間持續時間。
吠陀經是關於印度哲學和印度哲學的最早文本,可追溯到公元前第二千年,描述了古代印度教宇宙學,其中宇宙經歷了創造,破壞和重生的重複週期,每個循環持續了43.2億年。古希臘哲學家,包括帕門尼德斯和赫拉克利特,寫了有關時間本質的文章。柏拉圖(Plato)在蒂莫斯(Timaeus)中確定了天體運動時期的時間。亞里士多德(Aristotle )在他的《物理學》第四本書中,將時間定義為“在之前和之後的運動數”。
在他的供詞的第11冊中,河馬的聖奧古斯丁對時間的本質進行了反思,問:“那是什麼時間?如果沒有人問我,我知道:如果我想向一個提問的人解釋一下,我知道。”他開始通過不是什麼而不是什麼是時間來定義時間,這種方法與其他負面定義相似。然而,奧古斯丁最終將時間召集為思想的“差異”(自白11.26),我們同時將過去掌握在記憶中,關注和未來的期望。
艾薩克·牛頓(Isaac Newton)相信絕對空間和絕對時間;萊布尼茲(Leibniz)認為時空是關係的。萊布尼茲(Leibniz)和牛頓(Newton)的解釋之間的差異在著名的萊布尼茲 - 克拉克(Leibniz -Clarke)的信件中引起了人們的看法。
17世紀和18世紀的哲學家質疑時間是真實的和絕對的,還是人類用來理解和序列事件的智力概念。這些問題導致現實主義與反現實主義;現實主義者認為,時間是宇宙的基本組成部分,並且會被一個序列中的事件所感知。艾薩克·牛頓(Isaac Newton)說,我們只是佔用時間,他還說人類只能了解相對時間。相對時間是對運動中的對象的測量。反現實主義者認為,時間只是人類理解事件的便利智力概念。這意味著時間是沒有用的,除非有可以與之互動的對象,這稱為關係時間。雷內·笛卡爾(RenéDescartes),約翰·洛克(John Locke )和戴維·休姆(David Hume)說,一個人需要承認時間,以了解時間。伊曼紐爾·康德(Immanuel Kant)認為,除非我們親身經歷它,否則我們不知道什麼是什麼。
時間不是一個經驗概念。如果我們不存在時間的代表作為先驗的基礎,那麼我們都不會感知並存和繼承。沒有這種前提,我們就無法自稱,同時或在不同的時間,即同時或連續地存在事物。
伊曼紐爾·康德(Immanuel Kant) , 《純粹理性的批評》 (1781年),譯。 Vasilis Politis (倫敦:Dent。,1991),第1頁。 54。
伊曼紐爾·康德(Immanuel Kant)在對純粹理性的批評中,將時間描述為一種先驗的直覺,使我們(與他人一起先驗直覺,空間)可以理解意義經驗。有了康德,空間和時間都不被視為物質,而是兩者都是系統的心理框架的要素,該框架一定會構成任何理性代理或觀察主題的經驗。康德將時間視為抽象概念框架的基本組成部分,以及空間和數字,在該框架和數字中,我們在其中對事件進行了測序,量化其持續時間並比較對象的動作。在此觀點中,時間並不是指任何“流”,對象“通過”的實體,或者是事件的“容器”。空間測量用於量化對象之間的距離和距離的程度和距離,並使用時間測量來量化事件之間和事件之間的持續時間。時間被康德指定為純粹概念或類別中最純粹的模式。
亨利·伯格森(Henri Bergson)認為,時間既不是真正的同質媒介,也不是一種心理結構,而是他所謂的持續時間。伯格森認為,持續時間是創造力和記憶是現實的重要組成部分。
根據馬丁·海德格爾(Martin Heidegger)的說法,我們在時間內不存在,我們是時候了。因此,與過去的關係是當前對過去的認識,這使過去存在於現在。與未來的關係是預期潛在的可能性,任務或參與度的狀態。它與人類關懷和關心的傾向有關,這會在考慮待處理的情況下導致“領先”。因此,對潛在發生的這種關注也使未來存在於當前。現在成為一種體驗,它是定性的,而不是定量的。海德格爾(Heidegger)似乎認為這是與時間或時間存在的線性關係被打破或超越的方式。我們不在順序的時間內陷入困境。我們能夠記住過去並將其投入到未來 - 我們可以隨機訪問我們對時間存在的代表;在我們的思想中,我們可以走出(狂熱)順序時間。
現代時代的哲學家問:時間是真實的還是不真實的,時間是一次或持續時間都發生,時間是緊張還是毫無疑問,並且有未來嗎?有一個理論稱為無繃緊的理論。該理論說,任何緊張的術語都可以用無縫的術語代替。例如,“我們將贏得比賽”可以用“我們確實贏得比賽”代替,從而消除了未來的時態。另一方面,有一種稱為時態或A理論的理論。該理論說,我們的語言具有時態動詞是有原因的,無法確定未來。還有一些叫做想像的時間,這是斯蒂芬·霍金(Stephen Hawking) ,他說空間和虛構的時間是有限的,但沒有界限。想像的時間不是真實的或不真實的,這很難可視化。哲學家可以同意,身體時代存在於人類思想之外,並且是客觀的,心理時代是心理依賴和主觀的。
不真實
在公元前5世紀,希臘,蘇菲派安(Antiphon )在他對真理的主要工作中保存下來的片段,認為:“時間不是現實(降低),而是一個概念(noêma)或措施(Metron) 。” Parmenides走得更遠,保持了時間,動作和變化是幻想,導致了他的追隨者Zeno的悖論。作為幻想的時間也是佛教思想中的共同主題。
JME McTaggart的1908年不真實的時間認為,由於每個事件的特徵都是存在和不存在(即未來或過去),所以時間是一個自相矛盾的想法(另請參見時間流)。
這些論點通常集中在某事的意義上。現代物理學家普遍認為,時間與空間一樣真實- 儘管朱利安·巴伯(Julian Barbour )等其他物理學家則認為,宇宙的量子方程是在永恆的境界中表達的真實形式,其中包含現在的一切可能的一切或宇宙的瞬間配置。
一種名為“陳述主義”的現代哲學理論將過去和未來視為對運動的人類解釋,而不是與當前共存的時間的真實部分(或“維度”)。該理論拒絕了與過去或未來的所有直接互動的存在,僅認為當前是有形的。這是反對時間旅行的哲學論點之一。這與永恆主義(歷史:過去和未來,是真實的)和增長的障礙理論(現在和過去是真實的,但未來不是)形成鮮明對比的。
物理定義
在愛因斯坦重新詮釋與1907年時間和空間相關的物理概念的重新詮釋之前,宇宙中到處都被認為是相同的,所有觀察者都在任何事件中都衡量了相同的時間間隔。非忠實的古典力學基於這個牛頓的時間觀念。
愛因斯坦(Einstein)在他的相對論的特殊理論中假設了所有觀察者的光速和有限性。他表明,這一假設以及對兩個事件同時含義的含義的合理定義,要求距離看起來是壓縮的,並且對於相對於慣性觀察者而言,與對象相關的對象相關的事件的時間間隔似乎延長了。
特殊相對論的理論在Minkowski時空中發現了方便的公式,這是一種數學結構,結合了三個維度的空間和單個時間維度。在這種形式主義中,可以通過距離旅行需要多長時間來衡量太空的距離,例如,光年是距離的量度,現在根據一定量的光線行駛的距離來定義一個儀表時間。 Minkowski時空中的兩個事件通過一個不變間隔分開,它們可以像空間一樣,淺色或類似時間。在任何參考框架中都不能同時存在時間狀的事件,必須有一個時間分量(可能是空間成分)。在某些參考框架中,具有太空分離的事件將同時進行,並且沒有參考框架沒有空間分離。不同的觀察者可以計算兩個事件之間的不同距離和不同的時間間隔,但是事件之間的不變間隔與觀察者(及其速度)無關。
時間的箭頭
與空間不同的是,一個物體可以朝相反的方向傳播(和3個維度),時間似乎只有一個維度,只有一個方向 - 過去落在,固定和不可變的後面,而未來不一定是固定的。然而,大多數物理定律都允許任何過程都向前和反向進行。只有幾種物理現象違反了時間的可逆性。這個時間方向性被稱為時間的箭頭。公認的時間的示例是:
- 時間的輻射箭頭,表現為波浪(例如光和聲音),僅在時間上膨脹(而不是聚焦)(請參閱光錐);
- 時間的熵箭頭:根據熱力學的第二定律,孤立的系統向更大的疾病演變而不是自發命令;
- 量子箭頭時間與量子力學的解釋有關,這與量子力學測量的不可逆性有關;
- 時間弱的時間:偏愛粒子物理中弱力的某個時間方向(請參閱違反CP對稱性的違規);
- 大爆炸後,宇宙箭頭的宇宙箭頭加速了宇宙的膨脹。
這些不同的時間箭之間的關係是理論物理學中的一個激烈爭議的話題。
古典力學
在非相關的經典力學中,牛頓的“相對,明顯和常見時間”的概念可用於製定時鐘同步的處方。兩個不同的觀察者在運動中看到的事件產生了一個數學概念的時間概念,可以很好地描述大多數人體驗的日常現象。在十九世紀後期,物理學家與電力和磁性行為有關,遇到了對時間的經典理解的問題。愛因斯坦通過使用恆定的有限速度作為最大信號速度來調用一種同步時鐘的方法來解決這些問題。這直接得出了這樣一個結論,即相對於彼此的運動觀察者在同一事件中測量不同的經過時間。
時空
從歷史上看,時間與空間密切相關,兩者在愛因斯坦的特殊相對論和一般相對論中融合到了時空。根據這些理論,時間的概念取決於觀察者的空間參考框架,人類的感知以及諸如時鐘等儀器的測量對於相對運動的觀察者而言是不同的。例如,如果載有時鐘的太空飛船以光速(非常幾乎)的光速飛過太空,則其機組人員不會注意到船上的時間速度的變化速率(包括時鐘,機組人員的思維過程以及其身體的功能)。但是,對於一個固定的觀察者看著太空飛船的飛行,宇宙飛船似乎朝著它行駛的方向扁平,並且飛船上的時鐘似乎非常緩慢。
另一方面,飛船上的船員還認為觀察者沿著太空船的旅行方向放慢並扁平,因為兩者都以相對於彼此的光速幾乎以光速移動。由於外部宇宙似乎被扁平化為太空飛船,因此船員認為自己很快在太空區域(固定觀察者)之間迅速旅行,相距許多光年。船員對時間的看法與固定觀察者的看法不同,這是和解的。對於固定的觀察者來說,船員的幾秒鐘似乎是數百年。但是,無論哪種情況,因果關係都保持不變:過去是可以向實體發送光信號的事件集,未來是實體可以發送光信號的事件集。
擴張
愛因斯坦在他的思想實驗中表明,人們以不同的速度行進,同時同意因果關係,衡量事件之間的不同時間分離,甚至可以觀察到非因果關係事件之間的不同時間順序排列。儘管這些效果通常是人類體驗中的一小部分,但是對於以接近光速的速度移動的物體,效果變得更加明顯。在實驗室中,在靜止的實驗室中存在亞原子顆粒的平均分數,但在接近光速的情況下,它們被測量以行駛更遠,並且比休息時間更長。根據相對論的特殊理論,在高速粒子的參考框架中,它平均存在於標準的時間量(稱為其平均壽命) ,並且在那個時候行駛的距離為零,因為它的距離為零速度為零。相對於靜止的參考框架,時間似乎會“減慢”粒子。相對於高速粒子,距離似乎縮短了。愛因斯坦(Einstein)展示瞭如何通過高速運動來改變(或“扭曲”)時間和空間維度。
愛因斯坦(相對性的含義):“如果從中間點觀察到間隔AB的中間點,則在同一瞬間出現在系統k的點A和B的兩個事件。作為相似時鐘的指示的合奏,相對於K的剩餘時間,它們同時註冊相同。”
愛因斯坦在他的書《相對論》中寫道,同時性也是相對的,即,在特定的慣性參考框架中同時似乎與觀察者同時的兩個事件不必由第二個觀察者在不同的慣性參考框架中判斷為同時判斷。
相對論與牛頓
動畫可視化牛頓和相對論描述中時間的不同治療方法。這些差異的核心是蓋利亞人和洛倫茲的轉變分別適用於牛頓和相對論理論。
在數字中,垂直方向表示時間。水平方向指示距離(僅考慮一個空間維度),並且厚的虛擬曲線是觀察者的時空軌跡(“世界線”)。小點表示時空中的特定(過去和將來)事件。
世界線的斜率(遠離垂直)給出了與觀察者的相對速度。在這兩個圖片中,當觀察者加速時,時空的視圖會發生變化。
在牛頓描述中,這些變化是絕對的:觀察者的運動不會影響事件是否發生在“現在”中(即,事件是否通過觀察者通過水平線)。
但是,在相對論描述中,事件的可觀察性是絕對的:觀察者的運動不會影響事件是否通過觀察者的“光錐”。請注意,隨著從牛頓人變為相對論描述的變化,絕對時間的概念不再適用:事件在圖中上下移動,具體取決於觀察者的加速。
量化
時間量化是一個假設的概念。在現代建立的物理理論(粒子和相互作用的標準模型以及一般相對論)中,時間尚未量化。
普朗克時間(〜5.4×10 -44秒)是自然單元系統中的時間單位,稱為普朗克單位。人們認為,當前已建立的物理理論在這個時間範圍內失敗了,許多物理學家期望普朗克時間可能是可以衡量的最小時間單位,即使在原則上也是如此。存在描述此時間尺度的暫定物理理論;例如,請參見循環量子重力。
熱力學
熱力學的第二定律指出,熵必須隨時間增加(請參閱熵)。這可以朝任一方向 -布萊恩·格林(Brian Greene)理論上,根據方程式,熵的變化是對稱發生的,無論是在時間上還是向後進行。因此,熵傾向於在任一方向上增加,而我們當前的低滲透宇宙是一個統計畸變,其方式與經常扔硬幣的方式相似,以至於最終將連續導致十倍。但是,該理論在本地實驗中不受經驗的支持。
旅行
時間旅行是向後或向前移動到不同時間點的概念,類似於在太空中移動,並且與正常的“流動”時間不同,到了地球觀察者。在這種觀點中,所有時間點(包括未來時代)以某種方式“持續”。自19世紀以來,時間旅行一直是小說中的情節裝置。及時的向後或向前旅行從未被證實為一個過程,這樣做就提出了許多理論問題和矛盾的邏輯,這些問題迄今尚未克服。用於實現時間旅行的任何技術設備,無論是虛構的還是假設的,都稱為時間機器。
時間旅行的核心問題是侵犯因果關係。如果效果在其原因之前,它將引起暫時悖論的可能性。時間旅行的某些解釋可以通過接受分支點,平行現實或宇宙之間旅行的可能性來解決這一問題。
解決基於因果關係的時間悖論問題的另一個解決方案是,這種悖論僅僅是因為它們沒有出現。如許多小說的作品所示,自由將停止在過去存在,或者預定了這些決定的結果。因此,不可能製定祖父悖論,因為這是一個歷史事實,即一個人的祖父在他的孩子(一個父母)被構想之前沒有被殺害。這種觀點不僅認為歷史是一個不變的常數,而且假設未來的時光旅行者所做的任何變化都會在他或她的過去發生,從而導致旅行者從中移動的現實。可以在諾維科夫的自願原則中找到更多關於這種觀點的詳細說明。
洞察力
禮物派對的時間是指一個人的看法在當前的持續時間。據說有經驗的禮物是“奇異的”,因為與目前的目標不同,它是一個間隔,而不是持續時間的瞬間。一詞奇妙的禮物是由心理學家埃爾·克萊(Er Clay)首先引入的,後來由威廉·詹姆斯(William James)開發。
生物心理學
大腦對時間的判斷是一種高度分佈的系統,包括至少大腦皮層,小腦和基底神經節作為其成分。一種特定的成分,即肌核,負責晝夜節律,而其他細胞簇似乎能夠短距離(超級)時間保持。
精神藥物會損害時間的判斷。興奮劑可以導致人類和大鼠高估時間間隔,而抑鬱劑可以產生相反的效果。諸如多巴胺和去甲腎上腺素等神經遞質大腦中的活性水平可能是這樣做的原因。這樣的化學物質將激發或抑制大腦中神經元的發射,其發射速率更高,使大腦能夠在給定的間隔內(加快時間)內註冊更多事件的發生,並降低發射速率,以降低大腦的區分能力事件發生在給定的間隔內(緩慢時間)。
精神時間表是在感知運動任務中使用響應時間來推斷認知操作的內容,持續時間和時間測序。
早期兒童教育
兒童的不斷擴展的認知能力使他們可以更清楚地了解時間。兩歲和三歲的人對時間的理解主要僅限於“現在而不是現在”。五歲和六歲的孩子可以掌握過去,現在和未來的想法。七到十歲的孩子可以使用時鐘和日曆。
改變
除了精神活性藥物外,時間的判斷還可以通過時間幻想(例如Kappa效應),年齡和催眠來改變。某些患有帕金森氏病和注意力缺陷障礙等神經系統疾病的人會損害時間感。
心理學家斷言,隨著年齡的增長,時間似乎更快,但是關於這種與年齡有關的時間的文獻仍然存在爭議。那些支持這一觀念的人認為,擁有更多興奮性神經遞質的年輕人能夠應對更快的外部事件。
空間概念化
儘管時間被認為是一個抽象的概念,但有越來越多的證據表明,時間在空間方面是概念化的。也就是說,人類沒有以一種空間的方式思考時間,而是在精神上組織時間。利用空間思考時間可以使人類以特定方式在心理上組織時間事件。
這種時間的空間表示通常在思維中表示為心理時間線(MTL)。利用空間思考時間可以使人類在心理上組織時間順序。這些起源是由許多環境因素塑造的,例如 -掃盲似乎在不同類型的MTL中起著很大的作用,因為閱讀/寫作方向提供了日常的時間定向,與文化之間不同。在西方文化中,由於人們從左到右讀寫,MTL可能會向右展開(左派和右邊的過去)。西方日曆還通過將過去放在左邊,未來朝右前進,繼續這種趨勢。相反,阿拉伯語,法爾西,烏爾都語和以色列人的演講者從右到左閱讀,他們的MTL向左展開(左邊是左邊的過去),證據表明,這些說話者也在這樣的腦海中組織時間事件。 。
這種語言證據表明抽象概念基於空間概念,還表明,人類在精神上組織時間事件的方式在各種文化中各不相同,也就是說,某些特定的精神組織系統並非普遍。因此,儘管西方文化通常將過去的事件與左右事件相關聯,但根據某個MTL,這種水平的,以自我為中心的MTL並不是所有文化的空間組織。儘管大多數發達國家都使用以自我為中心的空間系統,但最近有證據表明,一些文化通常基於環境特徵,使用同類的空間化。
對巴布亞新幾內亞的土著Yupno人的研究重點是當個人使用與時間相關的單詞時使用的方向手勢。在談到過去(例如“去年”或“過去的時間”)時,個人向下示意,山谷的河流流入海洋。談到未來時,他們向河流示意了上坡。無論該人面對哪個方向,這都是普遍的,表明Yupno人可能會使用同類MTL,在此期間流動。
對澳大利亞原住民群體Pormpuraawans的類似研究表明了類似的區別,當被要求組織一個男人衰老的照片“按順序”時,個人始終將最年輕的照片放置在東方和西方最古老的照片,並將無論他們面對哪個方向。這直接與一個始終從左到右組織照片的美國團體發生衝突。因此,該組似乎也具有同類中心的MTL,但基於基本方向而不是地理特徵。
不同群體思考時間的方式廣泛的區別導致了一個更廣泛的問題,即不同的群體也可能以不同的方式考慮其他抽象概念,例如因果關係和數字。
使用
在社會學和人類學上,時間紀律是社會和經濟規則,慣例,習俗和期望的一般名稱,統治時間,社會貨幣和時間衡量的意識以及人們對他人對這些習俗的期望的期望。 Arlie Russell Hochschild和Norbert Elias從社會學的角度寫了關於時間的使用。
時間的使用是理解人類行為,教育和旅行行為的重要問題。時間使用研究是一個發展中的研究領域。這個問題涉及如何在許多活動中分配時間(例如在家,工作,購物等度過的時間)。時間使用技術的變化,因為電視或互聯網創造了以不同方式使用時間的新機會。但是,時間使用的某些方面在很長一段時間內相對穩定,例如,儘管經過運輸的重大變化,但已經觀察到大約20-30分鐘的時間,大約是大約20-30分鐘長時間的城市數量。
時間管理是通過首先估計任務所需的時間以及何時必須完成的任務或事件的組織,並調整將乾擾其完成的事件,以便在適當的時間內完成。日曆和日計劃是時間管理工具的常見示例。
事件順序
一系列事件或一系列事件是按時間順序(按時間順序排列)安排的一系列項目,事實,事件,動作,變化或程序步驟,通常與項目之間的因果關係。由於因果關係,導致先前的效應或原因和效果可能會在單個項目中一起出現,但效果永遠不會先於原因。一系列事件可以在文本,表,圖表或時間表中介紹。項目或事件的描述可能包括時間戳。一系列事件包括時間以及描述順序路徑的位置或位置信息,可以稱為世界線。
一系列事件的使用包括故事,歷史事件(年代),程序的方向和步驟以及時間表進行調度活動。一系列事件也可以用來幫助描述科學,技術和醫學中的過程。一系列事件可能集中在過去的事件(例如故事,歷史,年表)上,未來的事件必須按預定順序(例如,計劃,計劃,時間表,程序,時間表)或專注於過去事件的觀察期望事件將來發生(例如,過程,預測)。一系列事件的使用發生在像機器( CAM計時器),紀錄片(災難的秒),法律(法律選擇),財務(定向 - 內在時間),計算機模擬(離散事件模擬),和電力傳輸(事件記錄器的序列)。一系列事件的一個具體例子是福島戴維核災難的時間表。
也可以看看
組織
- 古董鐘錶學會- AHS(英國)
- 天跨二元(瑞士)
- DeutscheGesellschaftFürChronometrie - DGC(德國)
- 全國觀察和時鐘收集者協會- NAWCC(美國)