朋友們好,今天我們來聊一個本頻道創始以來最燒腦的話題。
愛因斯坦臨死前寫過一句高深莫測的話,他說相信物理學的人都知道,過去現在和未來之間的區別只是一個頑固不化的幻覺。
這話讓人聽起來一頭霧水,我們把這句話最粗暴的翻譯過來,就是時間是一種幻覺。
我們每天匆匆忙忙,開始了一天的工作,這樣日復一日。難道這一切都是幻覺?所以說這一百多年來,雖然大夥兒都很尊敬愛因斯坦,但他這句話卻沒有多少人當真。
今天我們就來聊聊時間背後的故事。
一九八六年,科學家深入亞馬遜叢林,發現了一個沒有時間的部落,這個部落叫做阿盟達瓦,部落裡所有人都沒有年齡,語言中也不存在年、月、日,這種描述時間或者時間段的詞彙。
我們如果說這件事兒是去年發生的、是前年發生的,是後天將要發生的,他們是無法理解的,他們只理解之前,現在,明天這幾個概念。
他們經常改名字,比如你弟弟出生了,你就把你的名字給你弟弟,你就獲得了一個新的名字,這個名字就代表你的一個新的生活階段開始了。
還有一個簡單案例,那就是nba的球星穆大叔,它到底有多大?這絕對是一個謎團。
他來自一個沒有年齡概念的非洲部落,部落會在你出生的時候選一棵樹上面砍一刀,然後這個樹就代表你了。
當你去世的時候,部落裡再把這棵樹砍倒,露出裡面的年輪,這些年輪就是你的墓誌銘,證明你來過這個世界活了這麼久。
穆大叔離開非洲的時候,他的那棵樹早就因為戰亂不見了,所以他一直不知道自己多大。
一九九一年參加選秀的時候,官方說他二十五歲,但從照片上看,他明顯比一般人要老。
很多球迷們都會說,鬼知道穆大叔是從二十幾歲打到了四十幾歲,還是從四十幾歲打到了六十幾歲。
人類並不是天生就理解時間,但我們一直沒有發現時間有什麼不對勁兒,
時間回到一九零二年,
當時有一種叫做同步時間的發明概念非常火,其實這些發明的目的只有一個,那就是讓歐洲各地的鐘表都保持同一個時間。
當時火車已經非常發達了,但是時間始終無法同步,比如巴黎到日內瓦的火車去的時候,一路上都是按照巴黎的時間來賣票、發車,回來的時候了就得按照日內瓦的時間來賣票、發車,旅客們直接就混亂了,經常按照自己的鐘表時間跑過去,火車早就開跑了,要是城市之間的排程員也沒有統一好時間,那就會發生火車相撞的慘案。
物理學中所有的速度都是可以變的。
比如我們站在地上去抓一顆子彈,手會被打穿。如果站在一架高速飛行的飛機上去抓子彈呢,沒準你能抓住它。
這是因為子彈在飛,飛機也在飛,兩個速度相同的時候,子彈就相對於飛機靜止了。
按照常理,光束也應該是一樣的道理。
有一次兩個科學家就決定用地球來模擬飛機光速、來模擬子彈檢測一下這個想法。
我們已經知道了,地球是在繞著太陽高速旋轉的,這個旋轉的速度大概是每秒三十公里。
那麼在地球上測量迎面撞向地球的光和在後面追趕地球的光,他們到達的時間應該是不同的。
結果測了幾十年,做了無數次實驗,結果都沒有改變,這就相當於我站著不動測光速,和我在高速飛行的飛機上測光的速度竟然沒有發生變化,
怎麼解釋這個現象呢?
愛因斯坦說:我們測量的光速不變其實是因為時間可變,為什麼同時到達?
是因為追趕地球的那個光,它的時間膨脹了,它的一秒鐘變得更長了。
時間應該被叫做時空,當你在空間上運動了,也就代表你在時間上也運動了。
怎麼理解這種反直覺的結論呢?
時間來到一九七一年,兩個物理學家為兩隻原子鐘購買了機票,他們把原子鐘帶上了飛機。
這是當時最精準的時鐘,執行兩千萬年,誤差不會超過一秒。
如果愛因斯坦理論沒有錯,那麼這兩臺原子鐘在天上飛幾圈以後,會和地面上的原子鐘產生時差,這個時差就證明飛行的過程讓時間變慢。
果然落地後兩臺原子鐘慢了十億分之四秒。
剛剛開始gps衛星定位精度只有一千米左右,但現在衛星為什麼定位精度會提高到一米呢?
其實影響定位最大的因素就是時間,只要時間足夠準確,定位將無限準確。
衛星定位的原理大概是這樣的,你手機裡有一個gps晶片,它會向外釋放一段電磁波,電磁波也是一種光,按光速飛行,這段電磁波中只有一個訊號,那就是他現在的時間。
然後天上有一個衛星接收到了這個訊號,衛星也產生一個資訊,這個資訊是衛星接收到訊號的時間,兩個時間相減再除以光速,就是晶片離衛星的距離、衛星的軌道已知,那晶片的第一個位置也就確定了。
同時第二、第三、第四顆衛星也在重複這個過程,晶片的第二、第三、第四個位置也就被確定下來了,所有的位置畫圓相交,就得到了百分之百精確的晶片位置。
理論上,如果每一個衛星裡都有一個極其準確的原子鐘,晶片也在地面上被一個極其準確的原子鐘接收,那這樣不會產生偏差。
科學家們按照愛因斯坦的時空公式,校準過gps演算法以後,精確度馬上從一千米提升到了一米。
有兩個宇航員,斯科特、凱里和馬克,凱里他們是一對同卵雙胞胎,擁有一樣的基因組。
斯科特去太空中住了一年,馬克留在地球上,然後分析他們的基因組變化。
大家有沒有覺得斯科特明顯比馬克看上去要年輕呢?
這會不會是速度變快、時間變慢的最直觀表現呢?
果然分析哥倆的基因以後,發現斯科特的端粒明顯變長了,端粒是染色體末端的一個結構,普通情況下年紀越大,端粒也會越短。
但是在返回地球幾天以後,斯科特的端粒又恢復到了正常長度。
時間來到了二十一世紀,德國的一個物理實驗室,進行了一項特別的實驗,研究員用兩個時鐘做對比。
不過這個時鐘是兩顆鋰離子。研究人員把一個靜止的鋰離子設定為時鐘一號,然後把另一個鋰離子放在粒子加速器上,把它加速到光速的三分之一,這就是時鐘一號。
二號這個鍾又是怎麼運作的呢?鋰離子當中有電子,電子會在不同的能量軌道之間躍遷,就是在不同的軌道上跳來跳去。每跳一次呢就把它算作是一秒,一個電子秒的時間單位。
然後研究人員就開始測量兩個時鐘裡的電子,在軌道上的躍遷次數。結果發現一號時鐘也就是靜止的那個時鐘裡的電子,跑的比二號時鐘裡的要快,明明是同樣的鋰離子,為什麼電子的躍遷速度不一樣呢?
這個實驗一做就是十五年,最後團隊得出了一個結論。
這個實驗證明了愛因斯坦是正確的。那就是在不同的運動速度下的物體,時間是不同的,速度越快,時間越慢。
既然證明愛因斯坦的時間相對論是正確的。有人就想,百年前愛因斯坦所說的那句很有禪意的話,時間是幻覺該怎麼理解的,是不是也是真的呢?
一個叫約翰斯頓的英國人,覺得愛因斯坦這個說法很對,因為他自己有親身經歷。
約翰斯頓是英國廣播公司b b c 的一名記者,他曾經被關押在巴勒斯坦激進分子控制的加沙地帶當人質。
當時約翰斯頓被關在一間黑暗的小牢房裡,既沒有手錶,也沒有筆和紙。他唯一能判斷時間的方式,就是透過百葉窗看光線的強弱和牆上的陰影。
儘管說有這些提示時間的線索,約翰斯頓還是很快的,就不知道是幾月幾號了。他情緒低落,度日如年,就感覺自己幾乎是被囚禁了好幾年,他也不知道自己是不是還能活著走出這間牢房,但實際上他只被囚禁了四個月。
後來,約翰斯頓回憶說,他當時突然有一種感覺,他認為時間的確是一種幻覺。
部分哲學家認為時間就是一種意識,
時間雖然在流逝,但是如果你認為你年輕,你就會看起來年輕,實際上也會比同齡人年輕,如果你認為自己老了,你就會比同齡人看起來老很多,
時間也是一種感覺,不管過去發生多少事,有時候我們回首過去,一切往事就好像在昨天一樣。
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