考槃在涧-心外有物趣男分享 http://blog.sciencenet.cn/u/考槃在涧 坐在垃圾堆上仰望星空

博文

三论时间本原之一:

已有 3786 次阅读 2007-7-19 13:15 |个人分类:天问

前言:最近一直在看一本关于时间的书,正好半年前写过两篇关于时间的文章,现在又有了新的理解,对前面的文章做了简单的整理,以便引出第三篇文章,阐释对时间的新的认识。看完这本书发现,其实在先前写的文章中,有很多观点是前人已有的,而且我对时间的认识比较零散,许多例证也不那么理由充分甚至是不当的,不过为了对比前后认识的变化,还是先逐一列出。

 

 

首论:论系统跃迁和时间本原

 

一个古老的寓言说,霸王力能举九鼎,英雄无敌,因此十分骄傲。某人告诉霸王,有一件东西不重但你永远举不起来,如果举起来你杀我头,如果举不起来就得让我做你的总经理。霸王同意了。这个骗子让霸王坐在椅子上,要霸王把椅子举起来。可怜的霸王使尽了吃奶的力气,也没把椅子举起来,只能让这个骗子做了总经理。在骗子的管理下,霸王的公司一败涂地,最终被小流氓刘邦的汉王公司收购了。

今天我们知道,霸王永远也不能把椅子举起来,一个物理及格的高中生,就可以正确画出力学示意图,来展示这个mission impossible。然而事情并非如此简单,或者,事情可以更简单。当霸王坐在椅子上时,霸王,椅子,和地球形成了一个完整的系统,要在系统内借用系统之力脱离系统,是不可能的。也就是说只有当到达了一定的临界条件并且物体和系统不是互嵌套时,系统内物体才可能脱离这个系统。霸王站立的时候可以把自己“举”起来他可以跳跃,他跳跃的力量越大,被“举起来”的时间也越长,霸王还可以耍赖站在椅子上,如果他愿意可以站到自己不能支撑为止;霸王也可以把椅子举起来,直到他精疲力竭脱力而死。在前两个可能中,椅子和地球是一个系统,而霸王则“暂时”脱离了这个系统,而后一个可能则是霸王和地球是一个系统,椅子脱离了系统。因此要脱离系统,必须受到一个外力的作用,内力是无法让物体脱离系统的。霸王也可以永远的脱离地球系统,如果他的力气大到蹬地可以瞬间把自己加速到第一宇宙速度,并且保持下去。霸王甚至可以脱离宇宙系统,如果他能够把自己瞬间加速到光速的话。

新的问题来了,为什么说加速到光速就可以脱离宇宙系统呢?

说来话长。

相对论认为,如果一个物体的速度达到光速,时间将停止,质量无限大。而如果超过光速,那么时间将倒流。这个问题困惑我近20年。天文学家告诉我们,我们看到的星星的光,不是我们看到当时发出,而是这个星星距离我们的天文单位前发出,比如,一颗距我们100亿光年的星星,我们看到的是它100亿年前的状态,因此天文学家可以大致推断宇宙的年龄,并通过对遥远天体的研究能够了解宇宙的演化过程。但既然物体达到光速时间停止,那么这个光应该是从它“诞生”出来马上就到了我们的眼前而跟距离无关才对。这不是个悖论吗?难道说相对论错了?如果光从远处达到地球是不需要时间的,那么地球将永远没有白天黑夜之分,整个宇宙将包裹在光亮之中,因为既然光的运行不需要时间,那么宇宙的每个空间都将充满从各个天体发出的光芒。这显然不符合事实,因为整个宇宙空间是如此黑暗。那么,物体达到光速时间并未停止?或者是宇宙学家错了,我们的世界并没有膨胀,而是一直无限大,因此光达到我们的时间也是无限长,宇宙才是黑暗而非光明的?二者皆没有错,但相对论在阐释的时候,有一个概念没有阐释清楚,至少在我看过的所有物理学的书中,都没有阐释清楚(或者我以前理解不透也未可知)。相对论说,当物体达到光速,时间停止,是指物体本身的时间停止而非整个系统(这一点其实很好理解,不过我以前自己没想通而已)!实际上,光在空间中传播,作为光“自身”来讲,其时间停止了,但是作为宇宙系统来讲,时间是继续的。因此,作为地球上的观测者来说,他看到遥远的星球发出的光,确实是100亿年前发出的,注意是100亿年前发出的!因此光的时间是停止的,否则我们看到的将不可能是100亿年前发出的而是实时的,但这个光确实走了100亿年,是因为作为整个宇宙系统运行了100亿年,而包含于宇宙系统中的观测者-人,感受到的时间,只能是整个宇宙系统运行的时间而不是光的时间。

所以,当物体达到光速的时候,肯定脱离了宇宙系统,因为一个自适系统的时间只能有一个,否则二者不可能在一个系统之中。那么既然脱离了宇宙系统,为什么我们还能看到呢?答案是光所在的系统,包含了宇宙系统或者和我们能够观测到的宇宙系统嵌套在一起,好比一个人脱离了地球,在太阳系统之中,但地球上的人同样可以看到他如果地球上的观测者观测技术足够好的话。另一个例子也可以反映这个现象,假若人类是生活在二维的平面世界,那么这个二维的世界就是一个完整的系统。但这个二维的世界被三维世界所包含,光因为达到了某种特性,因此在三维的空间中传播,人看到的光,是三维在二维中的投影,在二维世界的每个人,看到的都是光沿直线朝自己飞过来。

所以物体到达光速就象原子里电子受到激发,跃迁到更高的能量层一样,脱离了原来的系统而到了新的系统。因此光是一种由运动而产生的系统跃迁现象。

这也证明了我们所在的宇宙,一定不是一个孤立的系统,否则相对论就是有问题的,我们今天的科学基石,大都要被推翻。而我们所在的宇宙,一定被一个更高维的系统包含或嵌套,我们也许有其他许多的平行宇宙,但一定存在一个更高级的系统,至于更高级的系统外又有什么,目前不可知。

因此时间旅行是不可能的。也就是说,时间之矢只可能是单向而不可能是循环的或者可逆的。

说明这个问题之前,有两个小的典故。科学并非一定要实证才正确,这是有先例的,大家熟知伽利略的斜塔铁球实验推翻了流传1000年的重物先落地的错误观点,但实际是伽利略并没有做这个实验。伽利略只用了一个简单的逻辑推理,就证伪了这个观点。按照观点,重的铁球将先落地。那么,如果将一重一轻的两个铁球系在一起,那么重的铁球下落速度将大于轻的铁球,于是,重的铁球将拉着轻的铁球下落,于是他们下落的速度将介于重的铁求和轻的铁球之间。但二者相加的质量要大于单纯一个重的铁球,于是悖论出现,重的物体(两个铁球)反而比轻的物体下落速度要慢!所以只能是同时落地。非常完美的逻辑!另一个逻辑证伪则是有关时间旅行的。如果时间旅行可以,那么一个人可以回到他父亲尚未诞生(指受精)时,杀掉他的祖父,于是悖论来了。他既然杀掉了他的祖父而他的父亲尚未诞生,那么他从何而来?这个逻辑证伪,并非如此完美。因为如果时空是不连续的,象电影胶片一样,不过是放映过程中人的视觉暂留使得影像连续,那么这一点可以做到,就好像你剪掉一块电影胶片再把余下的连起来,那么余下的部分放映仍然是可以播放并连续的。

但时间旅行确实是不可能的。原因就在于,一个人要想时间旅行,他必须达到或者超过光速。我们假说对于一个人而言,这是可能的。于是前面提到,他脱离了我们所在的宇宙系统,这个时候他看到,和自己同年的人逐渐老去而自己容颜依旧,他也可以看到,过去的世界象电影倒带一样在自己的眼前流过,但他就是抓不住。他观测到的宇宙系统,只是一个影像,他不能进入这个影像,一旦他要进入这个系统,他的代价是必须要回到正常的速度,而这个时候他将看到,他倒好的带子如同切换到加速快进一样,飞一般向前运行,结果他又掉到了宇宙系统运行到的那一刻而非他想去的从前。这就好比我们看电影,我们可以倒带看前面的部分,但我们永远不能进入到电影里面去改变电影的进程,除非我们另外排一部电影,而电影里的人也不能自己回到前一个场景,去杀掉那个今后要杀掉自己的人,要做到这一点,他必须从电影里出来,把相关的胶片剪掉,重排相关的场景,然后再回到电影中去。因此,时间旅行等于是创造了一个全新的系统,一个人要时间旅行,等于就是重新创造了一个宇宙(因为宇宙是普遍联系的,你不能只改变地球或者人类世界,即把你不想要的地球去掉,方一个你想要的地球进宇宙),那么他就只能是传说中的上帝,而非我们。所以,观测者可以改变他所观测的系统,但一当他要进入他所观测的系统成为参与者,他就不可能在时间上对这个系统做出改变。因此时间旅行不可能,以后再看那些所谓的时间旅行的科幻小说,电影,我们可以把它们归到魔幻里去了。

因此也可以得到时间的本原。时间不是世界的一个维度,这一点我对相对论的四维时空观有不同的看法。时间不是固有的,时间的产生是由于运动(变化)。在一个完全静止的系统,将不会有时间。因为如果有时间,那么在一个t内,静止的系统没有发生任何改变,于是时间也就失去了意义。所以时间是由运动产生,而运动达到了一定的程度,物体将脱离子系统而达到更高维的母系统,遵循那个系统的时间。所以我们所说的时间停止是相对于我们这个系统的时间停止,在更高维的空间中,时间遵循新的规则。设想一个人,从a点运动到b点,这个人从空间上发生了变化,并在其他方面也发生了变化,于是时间产生;另一种情况是这个人从a点运动到b点再返回a点,这个人从空间上并没有发生变化,但他由于走动,消耗了能量,于是系统的物质和能量关系发生了变化,于是时间产生。最极端的状况是,一个人站在原地一动不动,但常识告诉我们,这个可怜的人还是没能阻止时间的产生,因为他在不断的新陈代谢,同样产生了物质和能量的变化。即使整个系统没有发生任何改变,但它自身发生了变化,于是时间产生了。所以不存在一个人吃下就能够产生不老的药。一个人要想长生不老,他自身的所有变化必须停止,不仅如此,他还必须阻止他所在的系统发生任何变化。也许这个人可以让自己达到光速脱离这个系统,但这个可怜的人发现,他看着原系统发生变化的同时,他自己按照另一个系统的规则,发生着另外的变化。

因此,我们日常所说的时间,只是一个量度,真正的时间,是变化。在一个系统之中,变化是不可逆的,因此时间不可逆;对变化的量度就产生了时间。要让系统回到变化以前,必须要创生一个同等的新系统。

那么生物钟又是怎么回事呢?生物钟是生物对环境适应的结果,也就是对变化的适应,是生物对所在系统观测和自适的量度内化。而不是时间存在于人脑之中,设想火星进化出人类社会,那么火星人的生物钟将同地球人的生物钟不同,而火星人的时间标准,也将同地球人的不同。

所以系统内存在3种时间:绝对的时间,也就是变化,绝对的时间将不依赖于运动速度,因为变化是永恒的;相对的时间,依赖于每个子系统的特性,观测者和参与者的时间可以不同,这个层面相对论是完全正确的,存在尺缩钟慢现象;体验到的时间,也就是人类设定的时间标准和生物钟。

 

后记:对时间的争论大概有这些:时间是固有的还是基于观测者描述的;时间之矢是什么样的,也就是,时间是单向的还是可逆的,时间是线性的还是循环的,时间是连续的还是离散的;时间是相对的还是绝对的。我把时间放在系统中去思考,不同子系统的观测时间是可以不同的,但是衡量整个宇宙系统的变化时间是否协同(也就是整个宇宙系统是否遵循同一时间刻度,因为我们在说A事件比B事件快的同时就已经包含了时间衡常的概念,这个概念是自嵌套,自说明的)没有意义。这篇文章有很多不当或者错误的地方,随着半年的思考,对时间的理解有了一些新的认识,这里先卖个关子。请看过文章的朋友不吝赐教,没准大家的批评和我的一些新的认识不谋而合!



https://wap.sciencenet.cn/blog-2638-4677.html

上一篇:科学,非科学,伪科学和为科学
下一篇:静夜狂思
收藏 IP: .*| 热度|

0

发表评论 评论 (8 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-5-19 00:32

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部