生活特別閱讀：什么是時(shí)間? 時(shí)間可以結(jié)束嗎？我們可以時(shí)間旅行嗎？

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今天我們來(lái)一場(chǎng)時(shí)間的探索！

在生活中，相信每個(gè)人都會(huì)接觸到時(shí)間，而對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)也都很熟悉，但我們卻很難去定義和理解它。而目前在科學(xué)、哲學(xué)、宗教和藝術(shù)上對(duì)時(shí)間都有著很多不同的定義，不過(guò)，迄今為止測(cè)量時(shí)間的系統(tǒng)還是相對(duì)一致的。

我們熟悉的時(shí)間的基本形態(tài)表現(xiàn)就是生活中常見(jiàn)的時(shí)鐘，而時(shí)鐘是以秒、分和小時(shí)為基礎(chǔ)組成的。雖然這些單位的基礎(chǔ)在歷史上并沒(méi)有發(fā)生過(guò)太多變化，但它們的根源卻可以追溯到古代的 Sumeria蘇美爾文明。而目前現(xiàn)代國(guó)際上的時(shí)間單位，秒，是由銫原子的電子躍遷定義的。

時(shí)間到底是什么呢？

在科學(xué)上，物理學(xué)家將時(shí)間定義為事件從過(guò)去到現(xiàn)在再到未來(lái)的過(guò)程。基本上，如果一個(gè)系統(tǒng)不變，它就是永恒的。 時(shí)間可以被認(rèn)為是現(xiàn)實(shí)的第四個(gè)維度，是用來(lái)描述三維空間中的事件。它不是我們可以看到、觸摸到或品嘗到的東西，但我們可以測(cè)量它的流動(dòng)。

而無(wú)論時(shí)間是向前移動(dòng)到未來(lái)(正時(shí)間)還是向后移動(dòng)到過(guò)去(負(fù)時(shí)間) ，物理方程都同樣有效。然而，時(shí)間在自然界中也有一個(gè)方向，叫做時(shí)間之箭。 為什么時(shí)間是不可逆的這個(gè)問(wèn)題，也是目前在科學(xué)上最大的未解決的問(wèn)題之一。

有一種解釋是自然界遵循熱力學(xué)定律。 熱力學(xué)第二定律指出，在一個(gè)封閉系統(tǒng)中，系統(tǒng)的熵保持不變或增加。 如果宇宙被認(rèn)為是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，它的熵(無(wú)序程度)永遠(yuǎn)不會(huì)減少。 換句話(huà)說(shuō)，宇宙不可能完全回到早期的狀態(tài)。 也就是時(shí)間不能倒流。

時(shí)間會(huì)不會(huì)膨脹？

在經(jīng)典力學(xué)上，時(shí)間在任何地方都是一樣的。 同步的時(shí)鐘保持一致。 然而，我們從愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論中知道，時(shí)間是相對(duì)的。 這取決于觀(guān)察者的參照系。 這可能會(huì)導(dǎo)致時(shí)間膨脹，事件之間的時(shí)間變長(zhǎng)(擴(kuò)張) ，距離光速越近。

運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘比固定時(shí)鐘運(yùn)行得慢，隨著運(yùn)動(dòng)時(shí)鐘逐漸接近光速，這種效應(yīng)也會(huì)變得更加明顯。 噴射中的時(shí)鐘或軌道中的時(shí)鐘記錄時(shí)間的速度比地球上的時(shí)鐘要慢，μ 介子在下落時(shí)衰變得更慢，而邁克爾遜－莫雷的實(shí)驗(yàn)（是1887年邁克爾遜和莫雷在美國(guó)克利夫蘭做的用邁克爾遜干涉儀測(cè)量?jī)纱怪惫獾墓馑俨钪档囊豁?xiàng)著名的物理實(shí)驗(yàn)）證實(shí)了長(zhǎng)度收縮和時(shí)間膨脹。

我們可以時(shí)間旅行嗎？

時(shí)間旅行意味著向前或向后移動(dòng)到不同的時(shí)間點(diǎn)，就像你可能在空間的不同點(diǎn)之間移動(dòng)一樣。 時(shí)間的跳躍發(fā)生在自然界中。 國(guó)際空間站上的宇航員在返回地球時(shí)會(huì)及時(shí)跳躍向前，因?yàn)橄鄬?duì)于空間站而言，地球的運(yùn)動(dòng)速度較慢。

然而，回到過(guò)去的想法也帶來(lái)了一些問(wèn)題， 這個(gè)問(wèn)題就是因果關(guān)系。 回到過(guò)去可能會(huì)導(dǎo)致時(shí)間悖論。 而祖父悖論就是一個(gè)典型的例子。 根據(jù)這個(gè)悖論解釋?zhuān)绻慊氐竭^(guò)去，在你的父母出生之前殺死了你的祖父，你可以阻止你自己的出生。 許多物理學(xué)家認(rèn)為時(shí)間旅行回到過(guò)去是不可能的，但是有解決方案的時(shí)間悖論，如旅行之間的平行宇宙或分支點(diǎn)。

我們?nèi)绾胃兄獣r(shí)間？

我們?nèi)祟?lèi)的大腦有能力追蹤時(shí)間。大腦的視交叉上核是負(fù)責(zé)每日或晝夜節(jié)律的區(qū)域。 但是神經(jīng)遞質(zhì)和藥物影響時(shí)間感知。 刺激神經(jīng)元的化學(xué)物質(zhì)比正常的加速時(shí)間更快，而神經(jīng)元放電減少減慢了時(shí)間的知覺(jué)。 基本上，當(dāng)時(shí)間在加速時(shí)，大腦在一段時(shí)間內(nèi)會(huì)區(qū)分出更多的事件。例如，當(dāng)一個(gè)人玩得很開(kāi)心時(shí)，時(shí)間似乎就會(huì)變得飛逝。

而在緊急情況或危險(xiǎn)時(shí)，時(shí)間似乎就變慢了。 位于休斯頓的貝勒醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家表示，大腦實(shí)際上并沒(méi)有加速，而是我們大腦中的杏仁核變得更加活躍。 杏仁核是大腦中負(fù)責(zé)記憶的區(qū)域，隨著越來(lái)越多的記憶形成，時(shí)間似乎會(huì)變得越來(lái)越長(zhǎng)。

同樣的現(xiàn)象也解釋了為什么老年人似乎比年輕時(shí)更快地感知到時(shí)間的流逝。 心理學(xué)家認(rèn)為，大腦對(duì)新經(jīng)歷形成的記憶會(huì)比熟悉經(jīng)歷形成的記憶要多。 由于生活中新的記憶會(huì)變得越來(lái)越少，也就產(chǎn)生了時(shí)間似乎會(huì)過(guò)得越來(lái)越快的感覺(jué)。

時(shí)間有起點(diǎn)嗎？

就宇宙而言，時(shí)間是有起點(diǎn)的。 起點(diǎn)可能就是137.99億年前宇宙大爆炸發(fā)生的時(shí)候。 我們目前可以測(cè)量宇宙背景輻射作為來(lái)自宇宙大爆炸的微波，但是沒(méi)有任何早期起源的輻射。 關(guān)于時(shí)間起源的一個(gè)論點(diǎn)是，如果時(shí)間向后無(wú)限延伸，那么夜空中就會(huì)充滿(mǎn)來(lái)自古老恒星的光芒。

時(shí)間會(huì)結(jié)束嗎？

這個(gè)問(wèn)題的答案是未知的。 如果宇宙永遠(yuǎn)膨脹，時(shí)間就會(huì)一直繼續(xù)。 如果一個(gè)新的大爆炸發(fā)生了，那我們的時(shí)間線(xiàn)可能就會(huì)結(jié)束，而一個(gè)新的時(shí)間線(xiàn)也將開(kāi)始。 在粒子物理實(shí)驗(yàn)中，隨機(jī)粒子是從真空中產(chǎn)生的，所以，宇宙看起來(lái)似乎并不是靜止的或永恒的。而這些也只有時(shí)間才能告訴我們真正的答案。

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