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时间科普知识:
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时间是什么? 时间如何计量? 什么是世界时? 什么是原子时和协调时? 闰秒是怎么回事? 为什么用夏令时?

时间是什么?
  “现在是什么时间?”或者“现在离新年还有多长时间?”这恐怕连小学生也觉得是再简单不过的问题了。可如果把词序颠倒一下再问:“时间是什么?”恐怕绝大多数人都会顿觉茫然。事实的确如此。“时间”对我们是再重要、再平常、使用再多不过的概念了:“要抓紧时间”、“浪费时间就等于浪费生命”、“时间就是金钱”…
  人们把时间看作是不依赖于任何其它事物而独立存在的、无休止地均匀流逝的客体;在中学生数学、物理课本中,时间被表述成一条有起点、有单位、有指向、无始无终的直线,这就是符合人们常识的牛顿“绝对时间”,也是直到本世纪初被普遍接受的科学的时间概念。
  真理是相对的,它总是随着科学的进步而发展,人类进入二十世纪后,物理学、天文学的新成果、新发现向“绝对时间”的基本观念提出了挑战。爱因斯坦狭义相对论指出,时间不能脱离宇宙及其事件的观察者而独立存在,时间是宇宙与其观察者之间的联系的一个方面。处于相对匀速运动的不同观察者,一般对同一事件总会测出不同的时间。例如,相对观察者作匀速运动的钟总是比相对于观察者静止的钟走得慢,钟的相对速度越大,越接近光速,效应越明显。另外,爱因斯坦广义相对论的一个直接推论是,由于引力场的原因处于地球表面不同高度的时钟走速不一样,海拔越高钟速越快,差值约为1.09×10-16秒/米(海拔),即每升高100米,时钟变快百万亿分之一秒。爱因斯坦相对论做出的这些预言已经被实验所验证。另外,如果承认根据爱因斯坦相对论和本世纪重大天文发现(河外星系谱线红移、微波背景辐射、不同星系上近似的氦丰度)提出的“大爆炸”宇宙模型,那就要接受我们这个宇宙必然有“开端”(至少在100亿年前吧),并且还可能有终结(至少在几百亿年以后),多么惊世骇俗的结论!
  还好,由爱因斯坦广义相对论和量子力学得出的现代宇宙论的最新研究成果是:我们这个观测所及的宇宙(范围约150亿光年)是有限无界的,即在空间─时间尺度上有限但无边界(或边缘),无始无终,无生无灭!当然,这只是一种比较新的宇宙模型,由此做出的科学预言还要接受实际观测的验证。
  总而言之“时间是什么?”的问题实质上是探索时间的本质,这只是极少数科学家、哲学家热心研究的课题,而且远没有得出一个令人满意的结果,看来还需要长期探索下去。好在对于时间的实际应用,按常规理解就够了,在个别领域,有时需要给时间加上相对论改正。



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