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時間是什麼?
2009-9-14
 

時間是什麼? 這個問題已提出了超過 2千年,於西元前4世紀由 古希臘哲學家亞里斯多德 (Aristotle)第一次作出了解釋。

亞里斯多德 認為時間乃位於運動前後的數,時間是發生運動 和 變化時,才可以意識到的東西。

例如,冰塊溶化時,我們便可透過冰變水的過程,感受時間的流失。如我們身處南北極,冰塊沒有溶化的話,我們便沒有時間的體會。

雖然 時間 的解釋出現於西元前4世紀,但其實人類對時間的運用於公元前3500年已開始,人們當時以天體運行的周而復始現象來計算時間,最明顯的是使用日規。可是這個 "時間" 是不等時,以現代標準來說,每日的時間有長有短。

到了 1583年,當時 18歲的 伽利略發現了於比薩大教堂天花上的吊燈,不論擺幅大小,擺動一次的時間都是一樣的。後來他更證實了擺動的時間只取決於 "擺" 的長度,與 重量、擺幅無關。自此,單擺理論確立了,鐘錶的發展亦展開。

到了 1920年,石英鐘面世,準確度約 ±1 秒/日;到了 1955年,銫原子鐘面世,準確度達 3000萬年才有 1秒誤差。

近年,科學家再找到更準確的時間標準 - 波霎 (Pulsar)。波霎是閃爍極規律的天體,即 脈衝星、中子星。科學家只要量度 波霎 照向地球的次數,便可計算出 "時間",準確度達 1億年誤差 1秒。

到此為止,時間 都是靠 "變化" 測量出來的,不論是 天體位置、物件擺動 或 粒子震盪,我們都要靠另一物件才可知道時間。但 牛頓 指出,不管物體的有無,不管外力是否促其運動都無關係,只會自顧自地以一定的節奏流動的,就是時間。牛頓的 "絕對時間" 是直線的,無限長的時間軸上,無開始,亦無結束。

可是 愛恩斯坦 於 1905年卻發表了 狹義相對論 (Special Relativity),指出運動中的時鐘速度會變慢;運動接近光速時,時鐘更慢;當到了光速時,"時間"停止。以 狹義相對論 計算,以時速 200公里運行的火車上的時鐘,相比於車站大堂的時鐘,每秒慢約 100兆分之 2秒。

到了 1915-1916年間,愛恩斯坦 又發表了 廣義相對論 (General Relativity),指出重力亦會導致時間延緩。因此,離地面越遠的時鐘,顯示的時間會越快。

以原子鐘來測量,已確認了 狹義 及 廣義相對論。實際上,我們現在使用的世界標準時基準 及 GPS衛星 的原子鐘,都要以 相對論 所推估的時間偏差來作調校。

時間究竟是 "絕對",還是 "相對",到現在都難分對錯,因為 "時間" 始終是 "相對"地以 實物 測量出來的 虛無。就算 原子鐘 可引證 相對論,但最多也只可以說 相對論 說明了 實物受 速度 及 重力的影響,會因此而發生 震動減速 的效果,最終 "時間" 變慢了。

有科學家說,當太空人乘坐高速太空船時,因 "時間" 變慢,故地球過了 10年,太空人可以只經歷了 1年,但這個 10 對 1 還是以 "時鐘" 的方式得出的時間,實際上太空人是否真的只衰老了 1年呢?

其實 "時間" 最終不過是一個共同參考值,對科學發展當然重要,因為沒有共同的參考點,比較便不成立。但對於我們的人生,如何測量時間的長短沒有太大意義,因為我們根本不知道自己的壽命長短,所以花 1小時 吃午餐是否浪費,根本無從評定。某人的 1 小時,可能已是他的一生!

我認為 相對論 之偉大,在於 "相對" 二字之上,因為世上每件事情都是環環相扣,不可分割。至於 牛頓 的 "絕對時間" 則很難證實,因為要找到一樣 "東西" 完全不受任何外界影響,可自顧自地 "運行",不是一件容易的事,當然宇宙間是否有 這一 "東西",也是未知數,因為 這個 "自顧自地運行" 的東西 也要由 另一樣會 "受外界影響" 的東西來檢測。即以 "有問題" 的器具來檢測 "未知是否有問題" 的東西,答案怎會沒有問題呢?!

 

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