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杨升山君 2013年鉴: 时间的本质

人们常把对时间的看法归类到哲学,我通过对人类的人是自然的过程研究,发现人们常说的概念并不准确。时间不是天生就有的,而是人们使用一个设定的比较基准。
    什么是时间?
  
  提要:时间一词来源已久,在经典物理学中,时间与空间是被认为是物质存在与运动的框架的,【没有时间与空间的运动是不可想象的】就是经典叙述。既然时间与空间都是框架,那把他们合并成一个也就应该是可行的,爱因斯坦就这样做了。从爱因斯坦创立相对论后,对时间一词有了不同的看法,那就只有从人类的认识过程中寻找时间的本来意义了。
  时间表示的是物质运动或转化的过程,计量这个过程使用了周期信号,时钟是人们制造的周期信号,所以被人们广泛的利用来计量时间。在现今的国际单位制中,使用光速来计量时间,也是认为光具有波动性,光波也是一种周期信号。当测量者手中拿着原子钟进行测量时,发射的光的速度的确是一个常数c。
    尽管不同的时钟有不同的振动周期,只要把取样周期设定为与地球日的周期一致,就可以表示相同的时间。人们常把时钟的读数看成时间。也没有原则的错误。那就要知道,时钟为什么会有读数。时钟不过是人们制造的周期信号发生器与周期取样器的组合。时钟的读数,就是测量出的周期数与取样周期数的比值。本来是没有量纲的。当把它作为物体运动比较的基准时,给与了他一个量纲。使用不同的周期信号就有不同的量纲。【秒】是使用时钟进行量度过程时的量纲。这样在物理与数学计算中,就可以把它作为自变量来使用了。把光速作为时间的计量基准,是倒着使用自变量与因变量的关系的一种做法,但不能推广应用。如果把时间看成随速度变化的量,那么微积分的公式中就不会这样简单了,就要把时间当成复合函数才行,要使用复合函数的运算公式了。
  关键词:时间 周期运动 时钟
  正文:
  现在来看“时间”一词,“时间”也是在比较的实践中逐步产生的。现在世界上时间单位是多种单位同时使用,没有像长度单位那样保留有逐渐统一的痕迹,但在民间,仍然能找到这样的痕迹。
  现在,还能听到这样的语言,“×××走了一袋烟工夫了。”“他离开有一顿饭工夫。”这里所说的“一顿饭” 、“一袋烟”表示“吃完一顿饭”、“吸完一袋烟”所用的时间。他们表示的时间虽不确切,但也能使人明白。在中国的古书中记载有以“一炷香”、“三更、五更”等表示时间的术语。就是现在,仍然有年、月、日、时、分、秒、等不同的表示时间的单位。考查这些单位的共性,它们都是可重复的。只不过有些是自然的,有些是人为的。
  由于事物内部矛盾运动发展是无限的,人们为了区分事物的矛盾运动,利用可重复出现的信号作为事物发展变化的比较基准。周期信号就是不断重复的信号。用自然周期信号比用可复现的人为信号作基准有许多方便之处,又因自然周期信号的周期是有限长的周期,倍增与等分也较容易,记数也很方便,且有天然的周期信号可供使用。自然就被人们采用了。当然最明显的周期信号是地球的转动(当时认为是太阳在行走)。就有人提议把地球转一转定为事物发展变化过程的比较基准,取名为“一日”(即见到太阳一次)。也有人用类似的方法定月相的周而复始为“一月”,定寒暑的周而复始为“一年”。因“年”,“月”,“日”,都是时间的单位,继而出现了年、月、日之间的换算关系。虽然现在公历的月不表示月相的变化了,只是保留转化的痕迹。
  就拿现在使用的时钟来说,就有许多种类,比如挂钟,手表,原子钟。在机械表盛行的年代,手表还要分快摆与慢摆,这些都使用周期运动来计量时间的,不同之处是取样的周期数目不同。
  有了长度单位和时间单位以后,比较事物的变化过程就容易得多了。把这两个单位联系起来,导出了比较事物变化快慢的物理量—速度。
  设立了比较单位后并没有完全解决问题,还需要解决度量方法,度量方法的改进和技能的提高,给区分事物带来了方便,但不能也没有改变原有基准单位的基本含义。比如现在采用“原子钟”来记时,也没改变时间单位作为比较事物变化过程的基本含义。
  “时间”和“空间”的单位名称又是随着认识的步步深入而逐渐变更的。如果仍然把见到太阳一次叫“一日”,天体上的“一日”与地球上的“一日”就不相等。如月亮上的“一日”就约等于地球上“一日”的27倍,而用“原子钟”计时就显不出差别。现在采用“原子钟”计时以后,在未有证据证明天体上“原子钟”计时与地球上“原子钟”计时有不同的情况下,我们只能认为天地间在时间上是无差别的。否则,人们会找到不受所处地位影响的新的计时方法。在全球导航系统的建设进程中,发现卫星上的原子钟与地面上的原子钟的时间读数略有差异,有人就说这是爱因斯坦的相对论效应引起的。人们做出了很多尝试,就是改变原子钟的振动频率来保持天地的时间进程相同。其实改变原子钟的取样周期数更简单易行。GPS的成功运行说明天地间可以有相同的时间计量数值。
  从使用原子钟到现在,不止一次的设置【闰秒】就是证据。
  另外,认识事物的主人是人,尽管各种生物各有不同的生物钟,我们还是可以不看各生物钟所指的时刻,而用我们手中的尺和钟来确定被测物体的变化速度。光速的测定也是如此进行的。我们不需要知道“光子”的所谓固有寿命,我们就可以测定“光子”的速度了。同样,测定π介子、μ介子等所谓基本粒子的速度也应该是这样。就是所谓基本粒子的【固有寿命】,也是与和它相对静止的原子钟的原子振动周期进行比较才得到的。
  对于周期信号的选择,并不是一成不变的,不同的情况下就会有不同的基准。
     空间表示的是物体形体及其延伸,测量空间用的基准是直尺;时间表示的是物质变化过程,测量时间是用周期运动作为比较信号的,数值是物质的变化过程和周期信号比较后的周期记数与设定的取样周期数的比值。时钟只是人类制造的周期信号发生器,时钟的读数就是测量出的周期数与取样周期数的比值,并不是只有时钟指示的才是时间。
  每个物质都有各自的时间和空间,人们为了能够比较,为了交流,为了区分物质,我们还是要有统一的时间和空间基准。理论是人创造的,有了文字,人们才能够广泛交流,我们用语言来表示物质,但不是语言就是物质,不要弄混了。时间基准与长度基准是人为设定的,只有有了测量基准,才会有数据产生,也才能从很多数据中整理出规律来。但是这些基准又是随着交流范围的扩展而不断变更的,这个可以从各国都有的市值单位看出来。自从进行国际交往后,就要使用国际单位制了。有没有宇宙单位制?在进行宇宙交流时也会产生。在现今的国际单位制中,使用光速来计量时间,也是看中了光具有波动性,波动就也是一种周期信号。当测量者手中拿着原子钟进行测量时,发射的光的速度的确是一个常数c。
  
    结论:认识自然界的事物的主要方法是比较,认识物质的运动情况同样需要比较。运动是有过程的,这个过程被人们称为时间。量度这个过程是用一个已知的运动作为比较基准的,由于周期运动的周期计数方便,等分与倍增也容易,且有天然的周期信号可以使用,所以就把周期信号作为运动过程的比较工具了。
    人们把这个比较基准使用于【一切运动】时,就需要这个基准具有延续性,顺序性和连续性。而且是单调的是不可逆转的。
  物质的运动过程可以中断,也可以终止,只是用于比较的运动过程不能中断,不能终止,如果比较信号终止了或中断了,就可能有没有比较的部分运动过程,比较的结果就不真实了。这样就不是只用一个时钟就行了,需要使用很多时钟组成的一个系统。
  时间表示的是物体运动的过程,人们计量这个过程使用了周期信号作为计量工具,原来是用地球表面上出现一个竖杆的阴影最短时为一个计量单位的,后来发现这个单位有些长,也发现有其它的周期信号也可以做过程的量度工具,这些量度工具间就有了个换算关系。所以时间不具有唯一性。如果只为了自己使用不与别人进行交流,你完全可以设定自己使用的时间基准。
    当人们把一个周期运动作为所有运动的比较基准时,就具有社会性了。但是,人们并不全部使用统一的时间基准,特别是需要进行保密的情况下,他们就可以制定他们使用的比较基准。所以时间只有在交流范围内具有社会性。
    对于时间是不是具有绝对性,那要看与什么信号作为判断基准了。事实证明原子钟在高空时与地面上并不同步,所以原子钟的时间读数并不具有绝对性。
  在现在的世界上,计量时间的方法是几种方法同时使用的。一日一日的计量方法是使用太阳照着地面上的一个竖杆在地面上的阴影长度最短时的次数,一月一月的计量方法(中国的农历)是计量月亮圆缺的次数,时钟的读数是时钟的周期数与他使用的取样周期数的比值。只不过表示相同的物质属性,他们是可以进行翻译的。取样周期数就是翻译的密码。
  如果只有一种时间的计量方法,也就不会有【闰秒】、【闰月】、【闰年】的出现。 而闰秒、闰月、闰年的出现,是把取样周期数取整数的结果,而把余数累计后就出现【闰】的现象了。
    不同地点的时钟是不是读数相同,当然要对钟,问题是采取什么方法校对时钟。如果不在同一位置的两个时钟读数不同,可能有两种情况,第一种,是他们的振动周期相同,读数不同,那只要拨一下指针就行了。第二种:是它们的振动周期不同(这里不使用频率不同,因为频率中包含有时间因素),那就不能单靠拨动指针来使他们的读数一致了,就需要调整他们的振动周期,也可以调整他们的取样周期数,后者要简单一些。
    要明白,时钟尽管有成千上万种,都是用他们的周期计数与他们使用的取样周期数来比较后得到时间读数的。取样周期数就是一个翻译密码。
  
  人们对时间的定义不清楚,讨论起问题来各说各有理。很多情况下都是把时钟指示的数值看成唯一的时间。其实时间的数值都是对过程进行量化的结果。
    我们日常对会把看到日出一次记为一日,我国的航天员杨利伟在空中就看到了14次日出,如果把看到日出一次仍记为一日,就可以说他在空中生活了14日,而地面上的人都说他上天只有一日,这不是天上与地面有了不同的时间么?所以量化过程使用的比较基准非常重要,使用别的基准就可以避免这个现象。爱因斯坦所谓的时间的相对性,就是使用了不适当的比较基准 。
  自然界只有物质,这些物质在不断发生变化(包括相互位置的变化)。人们把物质的形态及其延伸用空间的三维来描述,人们把变化的过程用时间来描述。时间与空间都人们描述物质的需要设定的。不是限制物质运动的框架。这就是我的时空观。
  时间表示的是物质运动与转化的过程,把这些过程是量化后就用【时间】这个名词来表示了。其实时间是人为的描述方式。是人们使用不同的运动过程作比较后得到的比较结果。由于使用不同的比较基准,对于每一种比较基准就赋予了不同的量纲。年月日时分秒都是这样的结果。
大家可以看看,时钟放在商店里时大部分并不能表示时间,只有把他启动后而且作为一个运动的比较基准后,它的读数才能表示时间。
  其实空间数据也是人们的一个约定,只是一个物体的形态及物体形态的延伸的一个量度。使用不同的不同的比较基准,就会得到不同的量度数据。人们把时钟的读数看作时间,单个时钟是可以停止运动的,时钟只能组成一个系统才能正确地表示永不停止的时间。时间与空间都是人们使用约定的比较基准后得到的结果。

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