时间是与空间几何交织在一起的复杂几何的一部分——爱因斯坦
前文说到,牛顿爵士对亚里斯多德的相对时间论有不同看法,认为存在绝对的时间,这种时间不随物质运动变化而存在。他的时间概念数百年来一直被世人奉为圭臬,深信不疑。不过,时间到底是不是这样的呢?
随着时代的发展,科技的进步,江山代有人才出,到了二十世纪初一位划时代的科学家脱颖而出,这位科学大咖就是爱因斯坦。我看过很多民间的关于世界十大或百大科学家排行榜(似乎没有看到过得到官方认可的排行榜),在很多的排行榜中都把爱因斯坦排在历史以来最伟大的科学家首位。比如常见的排行榜是这样:1.爱因斯坦、2.牛顿、3.达尔文、4.爱迪生......也有少量的把牛顿爵士排在首位,爱因斯坦居次席。可见爱因斯坦在科学界的地位。
不过,我们并不是因为爱翁是排名榜首的科学家就一定要谈谈他的时间观,而是爱因斯坦确实是数百年来回答“时间是什么”这一问题的集大成者!爱因斯坦最有名的理论不用说是他的相对论,他的相对论到现在仍然是世界奉之为宝典的最伟大的物理理论。
有必要简要科普一下相对论,这与他回答时间是什么有密切关系。
狭义相对论:创立于1905,说的是,一切空间和运动都是相对的,时间也一样,并不是对谁都一样!没有绝对的空间和时间,只有光速是绝对的 !狭义相对论有两大基础:其一是相对性原理,物理定律在所有的惯性系中都是相同的;其二是光速不变原理。广义相对论:创立于1916年,说的是,引力是时空弯曲的结果,也就是说在广义相对论是在狭义相对论基础上加上了引力的概念。广义相对论主要与引力有关,它揭示了引力的本质——即引力是物体弯曲时空的结果。物体的质量越大,扭曲时空就越显著,表现出的引力作用就越强。狭义相对论是时空的运动学,广义相对论是时空的动力学。简而言之,广义相对论可以借用著名物理学家约翰·惠勒的一句名言来概述:物质告诉时 空如何弯曲,时空告诉物质如何运动。
现在回到时间这个主题,爱因斯坦是怎么解释时间是什么的呢?他将之前亚里斯多德和牛顿两位智者的时间理念进行了整合。科学界普遍认为,整合亚里斯多德与牛顿的时间观念是爱因斯坦最有价值的成就,是他思想中最璀璨的珍宝!
爱因斯坦认为超越有形物质的时间和空间的确存在,时间和空间是真实的现象,但不是绝对的,它们并不独立于发生的事件。他认为时空是引力场(是一种场!),反之亦然!如今物理学界已达成共识,宇宙就是在引力场中运行的。爱因斯坦认为时间不是绝对的,它与空间一起*绑捆**销售。时间是与空间几何交织在一起的复杂几何的一部分。爱因斯坦更加震撼世界的发现是:时空不是平直的,而是可以弯曲。比如在高处、在高速度下,时间都会变慢。他承认牛顿的绝对时间确实存在,但指出牛顿错认为绝对时间与其他事物无关,均匀流逝,并独立于其他事物。
通过整合,爱因斯坦发现亚里斯多德和牛顿都是对的,并认为时间必须与某种事物相联系而存在,引力场就是这个事物。有科学家认为,人类在20世纪最伟大的发现是:没有不受观察者影响的绝对时间和空间!比如,以接近光速飞行的宇航员,他的时间流逝得非常慢,在黑洞附近,时间也过得异常缓慢,奇点处时间停止。而光子没有时间可言。
但爱因斯坦的时间理论就是绝对真理吗?
且慢!