时间是主观的还是客观的?为何引力和速度会影响时间快慢?

时间到底是客观存在还是人类主观定义的?

严格来讲,世界上没有绝对的客观,我们对大自然的认知都是主观的,任何形式的认知都是以某种立场和不同的角度为基础的。

举个通俗的例子,你面前有一张桌子,它就是实实在在的桌子,老天爷来了也不可能说是汽车吧。

但如果我们深入研究这张桌子,一旦进入了微观世界,问题就会变得诡异起来。

时间是主观的还是客观的?为何引力和速度会影响时间快慢?

桌子由什么构成的?分子,然后是原子,质子中子,一直到更小的夸克和电子。但接下来呢?电子和夸克又是由什么构成的呢?弦理论认为万物都是由最基本的弦构成的,这个理论很难得到实验验证。

但无论如何,但我们对任何事物追根溯源,都会发现主观和客观的界限划定会变得越来越模糊。在宏观世界或许存在很多客观事物(比如那张桌子),不过一旦到了微观世界,就会变得模糊起来。

那么,时间是主观还是客观的呢?首先我们需要弄清楚“到底什么是时间?”。

在日常生活中,我们需要时间的概念,否则我们就可能寸步难行。我们生活在三维空间里,但爱因斯坦又提出了时间的维度,这样就形成了四维时空。

爱因斯坦让我们明白,时间与空间是不可分割的,任何把时间和空间分割开来的行为都没有意义。这与之前的认知有巅峰性的区别,之前人们认为时间就是时间,与空间没有关系。

所以,单独讨论时间是没有意义的,就像描述任何事件都需要四个坐标(三个空间坐标,一个时间坐标),也就是所谓的地点和时间。

爱因斯坦的老师闵可夫斯基提出了“光锥”的概念:光锥即命运。看下图。

时间是主观的还是客观的?为何引力和速度会影响时间快慢?

由于光速是有限的,任何事件(用P表示)为出发点画出光锥,P点上方是事件P可能会带来的未来事件,下方是过去的光锥。

时间是主观的还是客观的?为何引力和速度会影响时间快慢?

过去现在以及未来的所有事件都在光锥内,光锥外是没有意义的,也是不允许的。也许存在光锥外的事件,但那是人类无法理解也无法触及的。

所有的这些概念都只是人类认知世界的一种方式,时间概念也是一样。所以,客观来说,时间是不存在的,存在的是“时间概念”,时间与空间合并为“时空概念”。

至于为什么引力和速度会影响时间,这就需要用爱因斯坦的相对论去解释了。

相对论告诉我们,时空并不是绝对不变的,也不是平坦的,而是相对的,可以弯曲的。所有物体(比如说大型天体)都在时空中运动,虽然时空是弯曲的,实际上物体在四维时空中是沿“直线”在运动。

两者并不矛盾。四维时空中的“直线”与三维空间的“直线”有本质不同,扭曲的四维时空的直线轨迹被称为测地线,也是四维时空中的最短距离,就像三维空间里的直线轨迹一样。

而四维时空中的“直线运动”在三维空间看来就是曲线运动,好像在不断转圈。就像三维空间里的飞机沿着直线飞行,但投影到地面上(二维)却是弯曲的。

时间是主观的还是客观的?为何引力和速度会影响时间快慢?

而正是时空的结构变形(弯曲扭曲)导致了时间的变化,而速度和引力都会影响到时空结构,速度(更严谨地说是加速度)越快,时间就越慢。引力越大,时间越慢。

时间是主观的还是客观的?为何引力和速度会影响时间快慢?

科学家曾经做过实验,在一个塔的顶部和底部各放一个非常精确的钟表,发现顶部的钟表走得更快。而我们每天都在使用的手机卫星导航系统也印证了这点,如果我们无视这种时间快慢带来的影响(相对论效应),导航系统会彻底失效。

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