在我們這個宇宙里,最神秘的事物不是,黑洞,也不是暗物質,而是時間本身。時間到底是什么?時間只是因為生物的感知而存在還是脫離意識的一種本生事物?今天我們就來探討一下。
洞穴里的40天
上個月24日上午,伴隨著掌聲,15名法國志愿者走出法國比利牛斯山脈的lombrives山洞。他們臉色蒼白卻面帶笑容,由于在黑暗中生活了太長時間,走出山洞的他們都戴上了特殊的防護墨鏡。
“這就像是按下了暫停鍵。”志愿者中的7名女性之一、33歲的瑪麗娜·蘭松(marina lan?on)告訴美聯社。她表示,在山洞中好像不急于做任何事。蘭松說,雖然希望在山洞中多待幾天,但她很高興能夠感受到清風拂面,聽到鳥鳴聲。她還打算晚幾天再打開手機,避免“太殘酷”地回歸現實生活。
據悉,志愿者參與的是法國人類適應性研究所一項名為“深度時間”(deep time)的實驗。這項實驗耗資120萬歐元(約合943萬人民幣),將幫助人們了解人類在生活條件和環境劇變情況下的適應性。作為實驗的一部分,15名參與者在洞穴中生活并探索了40天40夜。期間他們不能使用任何計時設備,包括手表,手機,洞穴中不見天日,陰冷潮濕,溫度大約只有10攝氏度,相對濕度達100%。
山洞中雖然裝有幾個電燈,但需要參與者自己用腳踏發電器發電。雖然他們帶著食物進入山洞,但還需要從地下45米深的井里取水。在洞穴實驗期間,年齡在27歲到50歲之間的幾名參與者與外界沒有任何聯系,沒有手機,也不能與親友溝通。他們得不到任何與疫情有關的消息,也無法感知時間的流逝,因為洞穴中沒有任何自然光線和時鐘。由于沒有任何鐘表,參與者都是由生物鐘來決定何時起床、吃飯和睡覺,用睡眠周期來計算日期。
實驗結果顯示,就像先前預料的那樣,很多人在洞穴實驗中喪失了時間感。
克洛特表示,研究人員通知他們離開時大家都很驚喜,因為在大多數參與者腦中,他們剛剛在洞穴中度過了30天。還有至少一名參與者表示,他以為只過去了23天。不少人甚至覺得戀戀不舍。參與者之一、時間生物學家貝努瓦·莫維約(benoit mauvieux)說,盡管大家看上去很疲憊,但三分之二的人都表示希望在洞里多待一段時間,以便完成探險期間的團隊項目。
由此可見,對于有生命的生物來說,時間是有著個體差異的一種感知,但是對于浩瀚的宇宙,從大爆炸那刻開始,時間就有了。所以時間并不是人們想象出來的東西。
大神們眼里的時間
牛頓說:時間是宇宙一個基本量,就是一個單向的維度。看起來貌似符合普世大眾的理解,但是如果這么認為,那么會推導出蘋果樹頂的時間過得比樹底的時間快,而蘋果掉落的速度就是時間的速度這種結果。但是似乎人們就這樣認同了牛爵爺幾個世紀,直到后來被愛因斯坦啪啪打臉。
愛因斯坦說:時間并不是獨立存在的,時間和空間是一體的,引力和速度都會影響到時間。簡單的說就是速度越快,時間越慢,引力越大,時間越慢。
這里抓個漫威里的英雄出來幫助大家理解。快銀(Quicksilver)是漫威漫畫旗下英雄。特點就是快,看過他從爆炸中救人的那個橋段就比較好能理解,在他高速運動的時候相對他的其他事物的時間就變慢了。
天上的衛星定位系統中的衛星每天比地面快38微秒,怎么得出的呢?首先速度越快時間越慢,在速度影響下衛星上的時間每天就比地面慢了7微秒,其次,根據廣義相對論原理:引力越小,時間越快,因此衛星上的時鐘要比地面上的快,每天快45微秒。(快45微秒減去慢7微秒=快38微秒)而由此帶來的影響就是如果不把時間校正,這38微秒可以帶來地面100米的定位誤差。
金字塔能讓時間變慢嗎?
一切有質量的物體都具有引力,而引力就能改變時間,以胡夫金字塔為例,胡夫金字塔是古埃及金字塔中最大的金字塔。塔高146.59米,因年久風化,頂端剝落10米,現高136.5米,相當于40層大廈高。大小不等的石料重達1.5噸至50噸,塔的總重量約為684萬噸而這個質量下造成的引力改變的時間經過計算大概是2個納秒級別。因此接近金字塔的人時間會變慢。只不過這個效應非常非常小。
所以偶爾你從城市去到大山中會感覺時間變慢了,除了感知的變慢外,山體巨大的質量也的確會讓時間真實的變慢。
時間的本質
以上說了這么多,那么時間的本質究竟是什么呢?很多文章中最后都給了一個開放的結尾而沒有說清楚。這里梵君用計時成本來幫助大家理解時間的本質。在這個世界上一切能記錄時間的事物,從一塊電子表,到其記錄核心的晶振,到原子鐘,到任何一個計時器,都不是零成本的在記錄時間。
以應用得最多的晶振為例,為了讓晶體振動,需要外加電場電壓。也就是你手表里的電池,而機械表的計時成本就是螺旋彈簧的勢能釋放。目前世界上最準確的計時工具原子鐘,是利用原子吸收或釋放能量時發出的電磁波來計時的。由于這種電磁波非常穩定,再加上利用一系列精密的儀器進行控制,原子鐘的計時就可以非常準確了。現在用在原子鐘里的元素有氫(Hydrogen)、銫(Cesium)、銣(Rubidium)等。原子鐘的精度可以達到每2000萬年才誤差1秒。
以上所所有有的計時器的計時成本都是一個東西,就是能量。就像你的員工,不發工資了他們就不干活了,電子表沒電了計時也就停止了。宇宙沒有能量了,宇宙時間就停止了。
所以時間的本質可以理解為一種能量。能量沒有了時間也就沒有了。宇宙中有一個地方可以最好的檢驗這個說法,那就是黑洞。如果你有幸跨過視界邊界進入黑洞,你可能會發現這里已經沒有時間的概念,因為巨大的引力鎖死了量子的運動,能量似乎沒有了,因此時間也似乎就沒有了。當然這只是一種假設。關于黑洞,斯坦老伯都不知道的,我當然不知道。
三態
絕對零度下是不是絕對沒有能量了呢?我們不得而知。不過中國古老的樸素智慧告訴我們事物有三態,陽態,陰態,中間態。(有人會說不對!物質會有很多態,但是最終都能歸類到三態中)能量也一樣,不然怎么會有正能量和負能量之說呢:)所以時間應該也有三種,正時間,負時間,和沒有時間。而不管是什么態,其本質就是能量的不同表現形式罷了。
梵觀點:時間就是一種能量。
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