時間 -描述事件發生過程的計量

時間

時間物理學中的七個基本物理量之一,符號t。在國際單位製(SI)中,時間的基本單位是秒,符號s。

1967年召開的第13屆國際度量衡大會對秒的定義是:-133的原子基態的兩個超精細能階間躍遷對應輻射的9,192,631,770個周期的持續時間。這個定義提到的銫原子必須在絕對零度時是靜止的,而且在地面上的環境是零磁場。在這樣的情況下被定義的秒,與天文學上的歷書時所定義的秒是等效的。生活中常用的時間單位還有:毫秒ms、min、小時h、日(天)d、等。

哲學家對于時間有兩派不同的觀點:

一派認為時間是宇宙的基本結構,是一個會依序列方式出現的維度,像艾薩克·牛頓就對時間有這様的觀點。

包括戈特弗裏德·萊布尼茨及伊曼努爾·康德在內的另一派認為時間不是任何一種已經存在的維度,也不是任何會“流動”的實存物,時間隻是一種心智的概念,配合空間和數可以讓人類對事件排先後順序及進行比較。有介定為:時間不過是人為便于思考宇宙,而對物質運動劃分,是人定規則,愛因斯坦將相對論概念用在比喻心理時鍾不是絕對。

  • 中文名稱
    時間
  • 外文名稱
    Time
  • 表達式
    t=S/v
  • 套用學科
    物理學
  • 適用領域範圍
    全世界
  • 註音
    ㄕˊ ㄐㄧㄢ
  • 漢語拼音
    shí jiān

基本概念

時間是一個較為抽象的概念,愛因斯坦在相對論中提出:不能把時間、空間物質三者分開解釋,“時”是對物質運動過程的描述,“”是指人為的劃分。時間是思維對物質運動過程的分割、劃分。

時間沙漏時間沙漏

在相對論中,時間與空間一起組成四維時空,構成宇宙的基本結構。時間與空間在測量上都不是絕對的,觀察者在不同的相對速度或不同時空結構的測量點,所測量到時間的流逝是不同的。廣義相對論預測質量產生的重力場將造成扭曲的時空結構,並且在大質量(例如:黑洞)附近的時鍾之時間流逝比在距離大質量較遠的地方的時鍾之時間流逝要慢。現有的儀器已經證實了這些相對論關于時間所做精確的預測,並且其成果已經套用于全球定位系統。另外,狹義相對論中有“時間膨脹”效應:在觀察者看來,一個具有相對運動的時鍾之時間流逝比自己參考系的(靜止的)時鍾之時間流逝慢。

就今天的物理理論來說時間是連續的、不間斷的,也沒有量子特徵。但一些至今還沒有被證實的,嘗試將相對論與量子力學結合起來的理論,如量子重力理論、弦理論、M理論等,預言時間是間斷的,有量子特徵的。一些理論猜測普朗克時間可能是時間的最小單位。

根據斯蒂芬·威廉·霍金(STEPHEN WILLIAM HAWKING)所解出廣義相對論中的愛因斯坦方程式,顯示宇宙的時間是有一個起始點,由大霹靂開始的,在此之前的時間是毫無意義的。而物質與時空必須一起並存,沒有物質存在,時間也無意義

時間是一個抽象概念,包括分、秒或者是年、月,都是人們發明出的一個便于記錄萬物運動規律的記錄單位,如公裏、米等。但時間本身是不存在的,所以時間倒流或回到過去,其實是建立在一個不存在的邏輯基礎上的。

不同觀點

物理學

目前最廣泛被接受關于時間的物理理論是阿爾伯特·愛因斯坦相對論。在相對論中,時間與空間一起組成四維時空,構成宇宙的基本結構。時間與空間都不是絕對的,觀察者在不同的相對速度或不同時空結構的測量點,所測量到時間的流易是不同的。狹義相對論預測一個具有相對運動的時鍾之時間流易比另一個靜止的時鍾之時間流易慢。在一九七一年,物理學家哈菲爾(Joe Hafele)與基廷(Richard Keating)做了證明。他們將高度精確的原子鍾放在飛機上繞著世界飛行,然後將讀到的時間與留在地面上完全一樣的時鍾做比較。結果證實:在飛機上的時間流易得比實驗室裏的慢。據愛因斯坦的理論,當移動的速度越快,時間流易速度越慢,當移動速度達到光速的一半時,時間約慢13%。

另外,廣義相對論預測質量產生的重力場將造成扭曲的時空結構,並且在大質量(例如黑洞)附近的時鍾之時間流易比在距離大質量較遠的地方的時鍾之時間流易要慢。現有的儀器已經證實了這些相對論關于時間所做精確的預測,並且其成果已經套用于全球定位系統。

就今天的物理理論來說時間是連續的,不間斷的,也沒有量子特徵。但有一些理論嘗試將相對論與量子力學結合起來,如量子引力理論弦理論M理論,預言時間是間斷的,有量子特徵的;但它們還沒有被實驗證明過的。另有一些理論猜測普朗克時間可能才是時間的最小單位。

根據史提芬·霍金所解出廣義相對論中的愛因斯坦方程式,顯示宇宙的時間是有一個起始點,由大霹靂(或稱大霹靂)開始的,在此之前的時間是毫無意義的。而物質與時空必須一起並存,沒有物質存在,時間也無意義。不過最近,霍金推翻了他自己的理論。

從人類的開始人們就知道時間是不可逆的,人出生,成長,衰老,死亡,沒有反過來的。玻璃瓶掉到地上摔破,沒有破瓶子從地上跳起來合整的。古典力學無法解釋時間的不可逆性。兩個粒子彈性碰撞的過程順過來反過去沒有實質上的區別。時間的不可逆性隻有在統計力學熱力學的觀點下才可被理論地解釋。熱力學第二定律說在一個封閉的系統中(我們可以將宇宙看成是最大的可能的封閉系統)隻能增大,不能減小。宇宙中的熵增大後不能減小,因此時間是不可逆的。

天文學

最早研究時間的科學不是物理學,而是天文學。天文學的一個最重要的任務就是測量時間,從確定的長短,四季的變化,到製定歷法。在古代中國和在西方一樣,製定歷法的需要是推動天文學理論發展的重要因素之一。

今天的天文學已與歷法或時間測量毫無關聯了,但天文學觀測對時間概念的發展依然非常重要。天體發出的地球上被觀測到需要一定的時間。離地球越遠的天體發出的光需要的時間也越長,因此對宇宙越遠的地方的觀測也是對宇宙越古老的時間的觀測。現在最被公認的宇宙學理論(宇宙大霹靂理論)認為時間與空間和宇宙內的質能一樣是在140億年前產生的。目前的天文學觀測估計宇宙的擴展是沒有盡頭的,因此時間也應該是沒有盡頭的。

哲學

傳統哲學對時間研究:古代的本體論採取獨斷的口吻宣布時間的本質和屬性,近代的認識論採取主客對立、非此即彼的態度判斷時間的本質和屬性,近現代的現象學和存在論者則從抽象的人出發去探索時間的本質問題。 現在哲學家對于時間有兩派不同的觀點:一派認為時間是宇宙的基本結構,是一個會依序列方式出現的維度,艾薩克·牛頓就對時間有這様的觀點,因此也稱為“牛頓式的時間”。另一派認為時間不是任何一種已經存在的維度,也不是任何會“流動”的實存物,時間隻是一種心智的概念,配合空間可以讓人類對事件排先後順序及進行比較。依照戈特弗裏德·萊布尼茨及伊曼努爾·康德的傳統,第二派的觀點認為空間和時間“本身並不存在,而是我們表達事物方式的產物”。

文學

在文學中,時間的流易和不可逆性是一個古今中外一再提到的內容。光陰似箭,日月如梭,這句成語既體現了古人對時間的最直接的領會:日與夜、光與陰的交匯,也體現了古人對時間不可逆性的認識以及對此的感慨。

科幻小說中,時間旅行是熱門題材之一。

時區劃分

地球表面按經線劃分的24個區域。當我們在上海看到太陽升起時,居住新加坡的人要再過半小時才能看到太陽升起。而遠在英國倫敦的居民則還在睡夢中,要再過8小時才能見到太陽呢。世界各地的人們,在生活和工作中如果各自採用當地的時間, 對于日常生活、交通等會帶來許許多多的不便和困難。為了照顧到各地區的使用方便,又使其他地方的人容易將在地的時間換算到別的地方時間上去。有關國際會議決定將地球表面按經線從東到西,劃成一個個區域,並且規定相鄰區域的時間相差1小時。在同一區域內的東端和西端的人看到太陽升起的時間最多相差不過1小時。當人們跨過一個區域,就將自己的時鍾校正1小時(向西減1小時,向東加1小時),跨過幾個區域就加或減幾小時。這樣使用起來就很方便。現今全球共分為24個時區。由于實用上常常1個國家,或1個省份同時跨著 2個或更多時區,為了照顧到行政上的方便,常將1個國家或 1個省份劃在一起。所以時區並不嚴格按南北直線來劃分, 而是按自然條件來劃分。例如,中國幅員寬廣,差不多跨5個時區,但實際上在隻用東八時區的標準時即台北時間為準。

區時:一種按全球統一的時區系統計量的時間。每當太陽當頭照的時候,就是中午12點鍾。但不同地方看到太陽當頭照的時間是不一樣的。例如,上海已是中午12點時,莫斯科的居民還要經過5個小時才能看到太陽當頭照;而澳大利亞雪梨人早已是下午2點鍾了。所以如果各地方都使用當地的時間標準,將會給行政管理交通運輸、以及日常生活等帶來很多不便。為了克服這個困難,天文學家就商量出一個解決的辦法:將全世界經度每相隔15度劃一個區域,這樣一共有24個區域。在每個區域內都採用統一的時間標準,稱為“區時”。而相鄰區域的區時則相差1個小時。當人們向東 從一個區域到相鄰的區域時,就將自己的鍾表撥快1小時.走過幾個區域就撥快幾個小時。相反當人們向西從一個區域到相鄰的區域時,就將自己的鍾表撥慢1小時.走過幾個區域就撥慢幾個小時。在飛機場等交通中心.常將世界各大城市所對應的區時,用圖表示出來,以方便旅客。

中國時區(民國時期)

中國共分五個時區:1、中原時區:以東經120度為中央子午線。2、隴蜀時區:以東經105度為中央子午線。3、新藏時區:以東經90度為中央子午線。4、昆侖時區:以東經75(82.5)度為中央子午線。5、長白時區:以東經135(127.5)度為中央子午線。1949年後,改用北京時間。

授時系統

授時系統是確定和發播精確時刻的工作系統。每當整點鍾時,正在收聽廣播的收音機便會播出“嘟、嘟…….....”的響聲.人們便以此校對自己的鍾表的快慢。廣播電台裏的正確時間是哪裏來的呢?它是由天文台精密的鍾去控製的。那麽天文台又是怎樣知道這些精確的時間呢?我們知道,地球每天均勻轉動一次,因此,天上的星星每天東升西落一次。如果把地球當作一個大鍾.天空的星星就好比鍾面上表示鍾點的數位。星星的位置天文學家已經很好測定過,也就是說這隻天然鍾面上的鍾點數是很精確知道的。天文學家的望遠鏡就好比鍾面上的指針。在我們日常用的鍾上,是指針轉而鍾面不動,在這裏看上去則是指針“不動”,“鍾面”在轉動。當星星對準望遠鏡時,天文學家就知道正確的時間, 用這個時間去校正天文台的鍾。這樣天文學家就可隨時從天文台的鍾面知道正確的時間。然後在每天一定時間,例如,整點時,通過電台廣播出去,我們就可以去校對自己的鍾表,或供其他工作的需要。

天文測時所依賴的是地球自轉,而地球自轉的不均勻性使得天文方法所得到的時間(世界時)精度隻能達到10-9,無法滿足二十世紀中葉社會經濟各方面的需求。一種更為精確和穩定的時間標準應運而生,這就是“原子鍾”。世界各國都採用原子鍾來產生和保持標準時間,這就是“時間基準”,然後,通過各種手段和媒介將時間信號送達使用者,這些手段包括:短波長波電話網網際網路衛星等。這一整個工序,就稱為“授時系統”。

標準時間

格林尼治時間:亦稱“世界時”。格林尼治所在地的標準時間。不光是天文學家使用格林尼治時間,就是在新聞報刊上也經常出現這個名詞。我們知道各地都有各地的地方時間。如果對國際上某一重大事情,用地方時間來記錄,就會感到復雜不便。而且將來日子一長容易搞錯。因此,天文學家就提出一個大家都能接受且又方便的記錄方法,那就是以格林尼治的地方時間為標準。格林尼治是英國倫敦南郊原格林尼治天文台的所在地,它又是世界上地理經度的起始點。對于世界上發生的重大事件,都以格林尼治的地方時間記錄下來。一旦知道了格林尼治時間,人們就很容易推算出相當的在地時間。例如,某事件發生在格林尼治時間上午8 時,中國在英國東面,台北時間比格林尼治時間早8小時,我們就立刻知道這次事情發生在相當于台北時間16時,也就是台北時間下午4時,即從東+8個時區,加8個小時。

時間單位

指時辰,古時一天分12個時辰,採用地支作為時辰名稱,並有古代的習慣稱法。時辰的起點是午夜。顧炎武《日知錄》:“自漢以下。歷法漸密,于是以一日分為十二時,蓋不知始于何人,而至今遵而不廢……然其(指杜元凱註)曰夜半者即今之所謂子時也,雞鳴者醜也,平旦者寅也,日出者卯也,食時者辰也,隅中者巳也,日中者午也,日昳者未也,哺時者申也,日入者酉也,黃昏者戌也,人定者亥也。一日分為十二,始見于此。”

北宋時開始將每個時辰分為“初”、“正”兩部分,分十二時辰為二十四,稱“小時”。

大約西周之前,古人就把一晝夜均分為100刻,在漏壺箭桿上刻100格。折合成現代計時單位,則1刻等于14分24秒。“百刻製”是中國最古老、使用時間最長的計時製。

到了漢代,在使用“百刻製”的同時,又採用以圭表測量太陽射影長短來判斷時間的“太陽方位計時”法。圭表由兩部分組成:一是直立于平地上的測日影的標桿或石柱,叫做表;一為正南正北方向平放的測定表影長度的刻板,叫做圭。既然日影可以用長度單位計量,所以才有“一寸光陰一寸金”的俗語。圭表所測得的每一太陽方位,漸漸有了一個固定的名稱,這就是時辰的來歷。到了隋唐,“太陽方位計時”正式演變為“十二時辰計時”。“百刻製”與“十二時辰計時”並用,使得中國古代的計時製趨于完善。

明末清初,西方機械鍾表傳入中國,在採用十二時辰的同時,也兼用一天二十四小時的計時法。由于百刻製不能與十二個時辰整除,不好計算,又先後改為96刻、108刻和120刻。到了清代才正式規定一晝夜為96刻,每個時辰八刻,又區分為上四刻和下四刻。

中國古典小說常有“午時三刻開斬”的說法,如,《西遊記》第九回:“卻說魏征丞相在府,夜觀乾象,正萟寶香,隻聞得九霄鶴唳,卻是天差仙使,捧玉帝金旨一道,著他午時三刻,夢斬涇河老龍。”午時三刻,按照的計時方法,是差十五分鍾到正午12點。按陰陽家說法,此時是陽氣最盛,而現代天文學認為正午最盛,兩者說法略有不同。午時三刻是古代重罪犯人行斬刑的時辰,此時開刀問斬,陽氣最盛,人死後的陰氣會立刻消散,罪大惡極的犯人,被斬後“連鬼都不得做”,以示嚴懲。罪刑輕者,可在正午開刀行斬刑,讓其有鬼做。所以,“午時三刻,夢斬涇河老龍”,以顯示老龍罪行極重。

漢代皇宮中值班人員分五個班次,按時更換,叫“五更”,由此便把一夜分為五更,每更為一個時辰。戌時為一更,亥時為二更,子時為三更,醜時為四更,寅時為五更,其對應如下:

一更天:戌時 19:00 - 21:00

二更天:亥時 21:00 - 23:00

三更天:子時 23:00 - 01:00

四更天:醜時 01:00 - 03:00

五更天:寅時 03:00 - 05:00

“鼓角”、“鍾鼓”都是古時用來打更的器具。

古代使用銅壺滴漏計時,以下漏擊點為名。一更分為五點,所以,一點的長度合24分鍾。如《西遊記第九回:“卻說那太宗夢醒後,念念在心。早已至五鼓三點,太宗設朝,聚集兩班文武官員。”“三更兩點”就是指深夜11:48;“五鼓三點”就是指凌晨04:12。

關于時間

詞語

時光荏苒

白駒過隙

一日三秋

東隅已逝,桑榆非晚

歲月如梭

彈指一揮

逝者如斯夫,不舍晝夜

詩句名言

盛年不重來,一日難再晨,及時當勉勵,歲月不待人。(陶淵明)

莫等閒,白了少年頭,空悲切!(岳飛《滿江紅》)

明日復明日,明日何其多。我生待明日,萬事成蹉跎。世人若被明日累,春去秋來老將至。朝看水東流,暮看日西墜。百年明日能幾何,請君聽我明日歌。(文嘉《明日歌》)

冬者歲之餘,夜者日之餘,陰雨者時之餘。(《三國志·魏書·王肅傳》裴松之註引《魏略》 )

勿謂寸陰短,既過難再獲。勿謂一絲微,既紹難再白。 (清·朱經 )

外國部分:

世界上最快而又最慢,最長而又最短,最平凡而又最珍貴,最易被忽視而又最令人後悔的就是時間。(高爾基 )

忘掉今天的人將被明天忘掉。(歌德 )

時間最不偏私,給任何人都是二十四小時;時間也是偏私,給任何人都不是二十四小時。 (赫胥黎)

文學作品

梁實秋的《時間即是生命》

朱自清的《匆匆

周濤的《捉不住的鼴鼠》

和時間賽跑》(國小語文三年級下冊第四單元第13課的一篇課文)

時間

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