时间与空间...（2 / 2）

时间定义的基础

我们首先看一下时间的定义。

在日常生活中，我们是采用地球围绕太阳公转一周作为时间年的单位、月球围绕地球公转一周作为月的单位、地球自转一周作为天的单位。在科学上，1956年国际计量委员会将秒规定为1900年1月0日12时正回归年长度的1/31556925.9747。这种以地球公转为基础的时间标准称为*历书秒。1967年第十三届国际计量大会又采用以原子内部辐射频率为基准的时间计量系统，成为*原子时。按新规定，“秒是铯－133原子基态的两个超精细能级之间的跃迁所对应辐射的9，192，631，770个周期的持续时间”。

我们可以看到不论我们在生活中还是在科学中，我们对时间的定义都没有采用一个固定的参照系。而是采用物体运动变化的某种周期作为时间定义的方案。我们对时间定义的本身并不能确定，现在我们所采用的时间到底是采用哪一种参照系定量的。我们更不会怀疑，在不同的参照系中，地球运动的的周期会发生变化，太阳围绕地球公转一周、地球围绕自身自转一周。不论我们在任何一个参照系中，地球仍要遵守它自身的运动规律。如果我们对时间的定义采用地球围绕太阳的自转和公转作为定义的方案，那么，毫无疑问，时间是一个不变的恒量。

关于原子计时的方法，我们在逻辑上不能否认，原子钟所在的参照系不同，原子内部活动的周期会存在可能性的变化，但原子内部活动的周期所发生的变化是归根于原子所在的参照系发生的变化与参照系本身存在一定的关系，虽然可以采用时间作为调节物质运动变化的周期进行解释的方案，但是也存在其它的调节方法，归到时间上的解释只是调节物理关系的方法之一。

在牛顿力学中，时间作为最基本的单位，同时也是最基本的物理量，原则上来说，我们不能通过物理量间的逻辑关系去判定时间的结构。在相对论中，时间作为调节物质运动变化等量关系中的重要的物理量之一也是基于光速恒定的一种约定。从爱因斯坦对不同参照系中时间的解释中，我们不难看到，这样的解释并不能给与时间以新的含义，事件同时性的概念也仅是基于一种经验感觉。对于物理世界，如果我们追求的是物质世界运动变化的本身，那么，我们必须排除掉外界事物给与我们的经验感觉，而去求证物质运动变化的本身。在爱因斯坦先生所提出的判定事件在不同参照系中同时性的判定说明中，我们可以看到，只要我们将光的传播速度和火车的运动速度考虑进去，那么，我们仍然可以得到在不同的参照系中，事件的同时性与我们所在的参照系、我们所选用的参照系无关。（您可以参阅时间的属性）

这样，对于时间的定义，就有这样两个问题摆在我们面前。

一个是定义时间的目的。

在牛顿力学中，时间是作为度量物质运动变化过程流程的一种参照，通过我们所定义的标准的时间单位，去衡量物质运动变化本身的变化规律。时间的目的就是描述物质运动变化的参照，并提供一种事件运动变化的标准流程的计量模式，同时，它又是事件进程描述的一个基本的物理量。

在牛顿力学中，时间的单位的确是一个不能划分的物理量的一个最小的单元。

在相对论中，时间的定义就不是这样单纯了。首先，它是为了解决光速在宇宙中的传递为一常数的假设而对物理量间的关系所做的数理关系处理的一种方法。我个人认为，相对论的时间观念对物质运动变化的本身所做的解释并不能让人满意。在对物质运动变化描述的流程中，我们不能找出，相对论中的时间概念对物质世界描述的基本的作用、意义，和牛顿力学中的时间观念有任何的不同。如果时间的定义脱离了建立物质运动变化持续流程通用的参照，那么，作为物质世界的时间，是没有任何意义的。

另一个问题是定义时间的方法。

如果我们采用地球围绕太阳的公转或者地球自身的旋转或者月球围绕地球的公转作为时间定义的方案，那么，在这种方案中，我们参照的主体是物体运动变化的某种周期，可以说我们定义的标准是非惯性参照系。是以非惯性参照系的某种运动的周期或者某种进程作为时间判定的依据，并以此对物质运动变化过程进行进程的判定。我们实际所做的只是拿物质运动变化过程和这一标准的事件进程作比较,我们通常是这样描述物质运动变化的时间进程的，物体从a地到b地，用了多少时间；或者物质从某种状态到某种状态，在多长时间里完成的。其中多少时间或者多长时间是指的我们所采用的标准事件的进程。如钟表的时针、分针、秒针运动的过程，我们赋予它时间的单位，并且它们持续的过程，就是时间的属性。

我们如果认可这样的定义方法，那么，时间仅依赖于我们所采用的标准的运动事件的持续过程，于其它任何事物、我们所采用的任何参照标准（指惯性参照系）无关。这样，时间的本身是一恒量。

我在这里说一下与此不同的一种对时间的定义方案――相对论的定义方案。相对论中的时间定义方法是与参照系相关联的。一个确定的惯性参照系，对应着一个确定的时间标准。这样的定义方案是经过科学实验进行检验的，并与实验的经验事实相符。我认为传统的测量方法不能完成对相对论时间观念的检验（您可参见时间的测量）

相对论中的时间定义方案是建立在这样一个基础上，即：基于光在宇宙中的传播速度为一常数，在不同的参照系中相对运动的物体，会存在相对速度并且其间的相对速度和两个物体本身的惯性系存在确定的关系，依据常规物质的运动，两个物体之间的相对速度遵守速度相加原理，相对论的处理方法是将时间、空间和物质的运动速度之间的关系通过一个特定的关系处理，使物体间的相对运动速度不能大于光速（三十万公里每秒）

还有一点关于时间可变的普适性问题，在本文中就不做说明了。您可以参见时间的测量。

我们建立时间的观念，是为了更为方便的确定事件的运动变化、确定事物的主体。时间在我们描述物质世界的体系中具有普适性的作用。我个人认为，仅为了改变描述体系的中的某种数理关系而改变时间概念本身的属性是不可取的。

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