有人認(rèn)為時間就像一根橡皮筋，而其他人認(rèn)為它是間斷性的。如果時間曾經(jīng)有過開端的話，那就要追溯到160億年前。讓我們一起去看看時間是什么，時間這個如此不規(guī)則的尺度是如何作用的。

時間對于住在一樓的人來說比住在頂層的人過得慢，盡管它不足以使里面的人變得長壽。要想使一個人變得年輕些，只需乘坐一架普通的飛機(jī)做一次環(huán)球旅行就可以了。這是時間效應(yīng)對所有的人都相同的兩個令人難以置信的結(jié)果：時間可以延長也可以縮短，這取決于空間、重力和速度。本文將帶領(lǐng)讀者去探索時間這個外表看起來很親近但是又很神秘的尺度。

1.時間究竟是什么？

1000多年來，人們一直都在尋找這個問題的答案。比如，在古希臘，時間的定義問題對哲學(xué)家的困擾更甚于對數(shù)學(xué)家的困擾。在伽利略的偉大發(fā)現(xiàn)之后，牛頓把時間最終定義為數(shù)學(xué)上的量。但是，這位偉大的英國科學(xué)家認(rèn)為，時間是一個被神秘氣息所覆蓋著的客體，因?yàn)闀r間獨(dú)立于任何物體，在一切之上，是絕對的。時間與圣人是如此接近，以至于上帝被比為一座鐘。

愛因斯坦認(rèn)為，時間一點(diǎn)也不像是大自然里的一條“自由自在的狗”，而是一個實(shí)實(shí)在在的尺度。即使在今天，我們?nèi)匀徊荒芟穸x任何一個實(shí)際的事物那樣給時間下一個定義。我們可以度量時間，但不知道時間是什么，并且還把“時間”掛在墻上或者帶在手腕上。根據(jù)愛因斯坦的相對論，我們知道時間可以延長或是縮短。這就是物理學(xué)家為什么把時間簡單地用作確立事件的序列，并且用時間標(biāo)記它們。比如人的生日或食品的保質(zhì)期等。

2.時間是像河流一樣流動還是有間斷的接替？

不幸的是，沒有一種理論或者是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C實(shí)時間是以連續(xù)的方式流動還是像一部電影里的每格畫面，給人一種連續(xù)的印象，即有間斷的接替。對時間的連續(xù)性或間斷性的研究還涉及到另外一個問題，即時間到底有沒有開端。對此，至今還沒有確切的答案。因?yàn)橹拇蟊ɡ碚撜J(rèn)為時間—空間有一個開始；而另外的一些科學(xué)家則指出，“時間”尺度沒有一個瞬間的開始，這是不必要的。這樣事情就復(fù)雜了。因?yàn)楦鶕?jù)量子力學(xué)的原理，比所謂的普朗克時間(Planck Time)小的時間間隔是不可探知的。普朗克時間單位在 秒數(shù)量級。所以在一個非常短的時間內(nèi)是不可能計(jì)算出新生的宇宙狀態(tài)的?？傊?，就現(xiàn)在的理論來看，有關(guān)宇宙的第一聲啼哭將永遠(yuǎn)是個未知數(shù)。

現(xiàn)在我們回到時間的“連貫性”上來。奇怪的是它能夠以連續(xù)或間斷的方式流動，但最小的、可計(jì)算的時間間隔則與“普朗克時間”一樣?？傊?，時間是一條連續(xù)的帶子，而物理學(xué)家把它當(dāng)作一條環(huán)環(huán)相扣的、不連續(xù)的項(xiàng)鏈。

幾年前，科學(xué)家大衛(wèi)·芬克勒斯坦因(David Finkelstein)曾經(jīng)提出過一種理論，但是沒有在科學(xué)界獲得很大的支持。這位物理學(xué)家假設(shè)時間原子存在。這些時間原子可能表現(xiàn)出了它們的間斷性。

3.對于所有人來說，時間是以同一種方式流逝嗎？

愛因斯坦的理論表明答案是否定的。實(shí)際上同空間一樣，時間也是相對的。相對是什么意思呢？即為了完整地而不是模棱兩可地描述一個事件，那么這個事件就應(yīng)該被放在一個參照系里。例如，如果我與某人在路的盡頭約會，那么“盡頭”對另外一個人來說可能恰好是路的開端。如果我加上“在路盡頭后面的廣場”，那么這個“約會事件”就準(zhǔn)確了。帶有時間因素的事情也是如此。如果我說10年過去了，那么我就必須指出，是與哪個參照系相比過去了10年。很明顯，在每天的生活里沒有必要拘泥于細(xì)節(jié)。但是誰又知道將來我們會不會組織星際旅行或者與外星人交流呢？到那時，時間間隔就不再這么簡單了，就會感到時間的相對性了。

一個有名的例子能夠解釋這一切。阿爾法(Alfa )和貝塔(Beta)是一對30歲的孿生兄弟，都是宇航員。2000年，貝塔開始乘坐速度為每秒24萬公里的太空飛船向距離地球8光年的一個星球進(jìn)發(fā)。以這種速度，貝塔來回單程各需要10年時間。事實(shí)是為了達(dá)到所要的平均速度，貝塔需要加快速度，而在到達(dá)目的地時還要減速。因?yàn)樗麄儍蓚€的參照系不再相同，只需改變運(yùn)動方向我們就可以把阿爾法和貝塔的時間分離開來。當(dāng)貝塔在2020年回到地球上來時，將看到阿爾法慶祝50歲(老了20年)生日，而這時對他自己來說才剛剛過了12年，他才只有42歲。這不是一個智力測驗(yàn)。時間的伸縮已經(jīng)被真實(shí)的表所測量到。1971年，美國華盛頓大學(xué)的哈費(fèi)勒(J.C. Hafele)和美國海軍天文臺的理查德·基廷(Richard Keating)兩位物理學(xué)家作了環(huán)球旅行，并且測量了飛機(jī)上的4座原子鐘。飛機(jī)的速度無法和光的速度相比(相差幾百萬倍)。但是科學(xué)家們卻證實(shí)捕捉到了時間的伸縮性：在旅行結(jié)束時,飛機(jī)上的鐘表指示與地面上的鐘表相比晚了59納秒。另外，高度也影響時間的流逝，愛因斯坦的理論表明由于重力的原因，時間離地面越近流逝得就越慢。實(shí)際上，在地下室里，時間流逝得要比在樓房頂層慢。有人曾經(jīng)計(jì)算過，在人的一生中，如果是住在一層的話，可以多活一微秒，當(dāng)然，這對長壽來講太微不足道了。

4.如果時間是一個尺度，那么為什么不能像在空間中一樣前進(jìn)和后退呢？

在將來和過去的時間中旅行都屬于科學(xué)幻想。正如奧地利數(shù)學(xué)家?guī)鞝柼亍じ璧聽?Kurt Godel)在1949年所證實(shí)的一樣，在過去的時間里旅行是不被物理學(xué)的法則所禁止的， 然而條件是非常特殊的：宇宙要能夠轉(zhuǎn)動(這在現(xiàn)實(shí)中是不可能發(fā)生的)，并且時間的追求者必須以大于光速71%的速度移 動?？傊?，菜譜是有了，但是沒有配料。正如物理學(xué)家斯蒂芬·霍金所認(rèn)為的那樣，這可能是自然保護(hù)自己的一種方式，同時阻止時間旅行就會避免可能帶來的悖論，例如會和自己相遇或者是改變歷史一類的現(xiàn)象。

5.黑洞是否真的是時間機(jī)器呢？

黑洞所提供的可能性之一是，在通過了一個時空隧道后落入它們之中，并且重新出現(xiàn)在過去。隧道是什么？有各種各樣的假設(shè)，從抗重力到對映世界，再到宇宙更替。雖然假設(shè)眾多，但沒有一個是可行的。只需想一想黑洞超強(qiáng)的引力就夠了：時間就像一根皮筋，最后被拉長，而在這種情況下要想活著出來是毫無希望的。時間是一個永久的話題，人們?nèi)栽诓粩嗟靥剿骱蛧L試其他的方法。