在《变化》中关于时间的定义，你认为正确吗？

我对时间的这个定义对吗?~

直到本世纪初，人们还相信绝对时间。也就是说，每一事件可由一个称为“时间”的数以唯一的方式来标记，所有好的钟在测量两个事件之间的时间间隔上都是一致的。然而，对于任何正在运动的观察者光速总是一样的这一发现，导致了相对论；而在相对论中，人们必须抛弃存在一个唯一的绝对时间的观念。代之以每个观察者携带的钟所记录的他自己的时间测量——不同观察者携带的钟不必要读数一样。这样，对于进行测量的观察者而言，时间变成一个更主观的概念。

当人们试图统一引力和量子力学时，必须引入“虚”时间的概念。虚时间是不能和空间方向区分的。如果一个人能往北走，他就能转过头并朝南走；同样的，如果一个人能在虚时间里向前走，他应该能够转过来并往后走。这表明在虚时间里，往前和往后之间不可能有重要的差别。另一方面，当人们考察“实”时间时，正如众所周知的，在前进和后退方向存在有非常巨大的差别。这过去和将来之间的差别从何而来？为何我们记住过去而不是将来？

科学定律并不区别过去和将来。更精确地讲，正如前面所解释的，科学定律在称作C、 P和T的联合作用（或对称）下不变。（C是指将反粒子来替代粒子；P的意思是取镜象， 这样左和右就互相交换了；T是指颠倒所有粒子的运动方向，也就是使运动倒退回去。）在所有正常情形下，制约物体行为的科学定律在CP联合对称下不变。换言之，对于其他行星上的居民，若他们是我们的镜像并且由反物质而不是物质构成，则生活会刚好是同样的。

如果科学定律在CP联合对称以及CPT联合对称下都不变，它们也必须在单独的T对称下不变。然而，在日常生活的实时间中，前进和后退的方向之间还是有一个大的差异。想像一杯水从桌子上滑落到地板上被打碎。如果你将其录像，你可以容易地辨别出它是向前进还是向后退。如果将其倒回来，你会看到碎片忽然集中到一起离开地板，并跳回到桌子上形成一个完整的杯子。你可断定录像是在倒放，因为这种行为在日常生活中从未见过。如果这样的事发生，陶瓷业将无生意可做。

为何我们从未看到碎杯子集合起来，离开地面并跳回到桌子上，通常的解释是这违背了热力学第二定律所表述的在任何闭合系统中无序度或熵总是随时间而增加。换言之，它是穆菲定律的一种形式：事情总是趋向于越变越糟：桌面上一个完整的杯子是一个高度有序的状态，而地板上破碎的杯子是一个无序的状态。人们很容易从早先桌子上的杯子变成后来地面上的碎杯子，而不是相反。

无序度或熵随着时间增加是一个所谓的时间箭头的例子。时间箭头将过去和将来区别开来，使时间有了方向。至少有三种不同的时间箭头：第一个，是热力学时间箭头，即是在这个时间方向上无序度或熵增加；然后是心理学时间箭头，这就是我们感觉时间流逝的方向，在这个方向上我们可以记忆过去而不是未来；最后，是宇宙学时间箭头，在这个方向上宇宙在膨胀，而不是收缩。

我将在这一章论断，宇宙的无边界条件和弱人择原理一起能解释为何所有的三个箭头指向同一方向。此外，为何必须存在一个定义得很好的时间箭头。我将论证心理学箭头是由热力学箭头所决定，并且这两种箭头必须总是指向相同的方向。如果人们假定宇宙的无边界条件，我们将看到必然会有定义得很好的热力学和宇宙学时间箭头。但对于宇宙的整个历史来说，它们并不总是指向同一方向。然而，我将指出，只有当它们指向一致时，对于能够发问为何无序度在宇宙膨胀的时间方向上增加的智力生命的发展，才有合适的条件。

首先，我要讨论热力学时间箭头。总存在着比有序状态更多得多的无序状态的这一事实，是使热力学第二定律存在的原因。譬如，考虑一盒拼板玩具，存在一个并且只有一个使这些小纸片拼成一幅完整图画的排列。另一方面，存在巨大数量的排列，这时小纸片是无序的，不能拼成一幅画。

假设一个系统从这少数的有序状态之中的一个出发。随着时间流逝，这个系统将按照科学定律演化，而且它的状态将改变。到后来，因为存在着更多的无序状态，它处于无序状态的可能性比处于有序状态的可能性更大。这样，如果一个系统服从一个高度有序的初始条件，无序度会随着时间的增加而增大。

假定拼板玩具盒的纸片从能排成一幅图画的有序组合开始，如果你摇动这盒子，这些纸片将会采用其他组合，这可能是一个不能形成一幅合适图画的无序的组合，就是因为存在如此之多得多的无序的组合。有一些纸片团仍可能形成部份图画，但是你越摇动盒子，这些团就越可能被分开，这些纸片将处于完全混乱的状态，在这种状态下它们不能形成任何种类的图画。这样，如果纸片从一个高度有序的状态的初始条件出发，纸片的无序度将可能随时间而增加。

然而，假定上帝决定不管宇宙从何状态开始，它都必须结束于一个高度有序的状态，则在早期这宇宙有可能处于无序的状态。这意味着无序度将随时间而减小。你将会看到破碎的杯子集合起来并跳回到桌子上。然而，任何观察杯子的人都生活在无序度随时间减小的宇宙中，我将论断这样的人会有一个倒溯的心理学时间箭头。这就是说，他们会记住将来的事件，而不是过去的事件。当杯子被打碎时，他们会记住它在桌子上的情形；但是当它是在桌子上时，他们不会记住它在地面上的情景。

由于我们不知道大脑工作的细节，所以讨论人类的记忆是相当困难的。然而，我们确实知道计算机的记忆器是如何工作的。所以，我将讨论计算机的心理学时间箭头。我认为，假定计算机和人类有相同的箭头是合理的。如果不是这样，人们可能因为拥有一台记住明年价格的计算机而使股票交易所垮台。

大体来说，计算机的记忆器是一个包含可存在于两种状态中的任一种状态的元件的设备，算盘是一个简单的例子。其最简单的形式是由许多铁条组成；每一根铁条上有一念珠，此念珠可呆在两个位置之中的一个。在计算机记忆器进行存储之前，其记忆器处于无序态，念珠等几率地处于两个可能的状态中。（算盘珠杂乱无章地散布在算盘的铁条上）。在记忆器和所要记忆的系统相互作用后，根据系统的状态，它肯定处于这种或那种状态（每个算盘珠将位于铁条的左边或右边。）这样，记忆器就从无序态转变成有序态。然而，为了保证记忆器处于正确的状态，需要使用一定的能量（例如，移动算盘珠或给计算机接通电源）。这能量以热的形式耗散了，从而增加了宇宙的无序度的量。人们可以证明，这个无序度增量总比记忆器本身有序度的增量大。这样，由计算机冷却风扇排出的热量表明计算机将一个项目记录在它的记忆器中时，宇宙的无序度的总量仍然增加。计算机记忆过去的时间方向和无序度增加的方向是一致的。

所以，我们对时间方向的主观感觉或心理学时间箭头，是在我们头脑中由热力学时间箭头所决定的。正像一个计算机，我们必须在熵增加的顺序上将事物记住。这几乎使热力学定律变成为无聊的东西。无序度随时间的增加乃是因为我们是在无序度增加的方向上测量时间。拿这一点来打赌，准保你会赢。

但是究竟为何必须存在热力学时间箭头？或换句话说，在我们称之为过去时间的一端，为何宇宙处于高度有序的状态？为何它不在所有时间里处于完全无序的状态？毕竟这似乎更为可能。并且为何无序度增加的时间方向和宇宙膨胀的方向相同？

在经典广义相对论中，因为所有已知的科学定律在大爆炸奇点处失效，人们不能预言宇宙是如何开始的。宇宙可以从一个非常光滑和有序的状态开始。这就会导致正如我们所观察到的、定义很好的热力学和宇宙学的时间箭头。但是，它可以同样合理地从一个非常波浪起伏的无序状态开始。在那种情况下，宇宙已经处于一种完全无序的状态，所以无序度不会随时间而增加。或者它保持常数，这时就没有定义很好的热力学时间箭头；或者它会减小，这时热力学时间箭头就会和宇宙学时间箭头相反向。任何这些可能性都不符合我们所观察到的情况。然而，正如我们看到的，经典广义相对论预言了它自身的崩溃。当空间——时间曲率变大，量子引力效应变得重要，并且经典理论不再能很好地描述宇宙时，人们必须用量子引力论去理解宇宙是如何开始的。

正如我们在上一章看到的，在量子引力论中，为了指定宇宙的态，人们仍然必须说清在过去的空间—时间的边界的宇宙的可能历史是如何行为的。只有如果这些历史满足无边界条件，人们才可能避免这个不得不描述我们不知道和无法知道的东西的困难：它们在尺度上有限，但是没有边界、边缘或奇点。在这种情形下，时间的开端就会是规则的、光滑的空间—时间的点，并且宇宙在一个非常光滑和有序的状态下开始它的膨胀。它不可能是完全均匀的，否则就违反了量子理论不确定性原理。必然存在密度和粒子速度的小起伏，然而无边界条件意味着，这些起伏又是在与不确定性原理相一致的条件下尽可能的小。

宇宙刚开始时有一个指数或“暴涨”的时期，在这期间它的尺度增加了一个非常大的倍数。在膨胀时，密度起伏一开始一直很小，但是后来开始变大。在密度比平均值稍大的区域，额外质量的引力吸引使膨胀速度放慢。最终，这样的区域停止膨胀，并坍缩形成星系、恒星以及我们这样的人类。宇宙开始时处于一个光滑有序的状态，随时间演化成波浪起伏的无序的状态。这就解释了热力学时间箭头的存在。

如果宇宙停止膨胀并开始收缩将会发生什么呢？热力学箭头会不会倒转过来，而无序度开始随时间减少呢？这为从膨胀相存活到收缩相的人们留下了五花八门的科学幻想的可能性。他们是否会看到杯子的碎片集合起来离开地板跳回到桌子上去？他们会不会记住明天的价格，并在股票市场上发财致富？由于宇宙至少要再等一百亿年之后才开始收缩，忧虑那时会发生什么似乎有点学究气。但是有一种更快的办法去查明将来会发生什么，即跳到黑洞里面去。恒星坍缩形成黑洞的过程和整个宇宙的坍缩的后期相当类似；这样，如果在宇宙的收缩相无序度减小，可以预料它在黑洞里面也会减小。所以，一个落到黑洞里去的航天员能在投赌金之前，也许能依靠记住轮赌盘上球儿的走向而赢钱。（然而，不幸的是，玩不了多久，他就会变成意大利面条。他也不能使我们知道热力学箭头的颠倒，或者甚至将他的赢钱存入银行，因为他被困在黑洞的事件视界后面。）

起初，我相信在宇宙坍缩时无序度会减小。这是因为，我认为宇宙再变小时，它必须回到光滑和有序的状态。这表明，收缩相仅仅是膨胀相的时间反演。处在收缩相的人们将以倒退的方式生活：他们在出生之前即已死去，并且随着宇宙收缩变得更年轻。

这个观念是吸引人的，因为它表明在膨胀相和收缩相之间存在一个漂亮的对称。然而，人们不能置其他有关宇宙的观念于不顾，而只采用这个观念。问题在于：它是否由无边界条件所隐含或它是否与这个条件不相协调？正如我说过的，我起先以为无边界条件确实意味着无序度会在收缩相中减小。我之所以被误导，部分是由于与地球表面的类比引起的。如果人们将宇宙的开初对应于北极，那么宇宙的终结就应该类似于它的开端，正如南极之与北极相似。然而，北南二极对应于虚时间中的宇宙的开端和终结。在实时间里的开端和终结之间可有非常大的差异。我还被我作过的一项简单的宇宙模型的研究所误导，在此模型中坍缩相似乎是膨胀相的时间反演。然而，我的一位同事，宾夕凡尼亚州立大学的当·佩奇指出，无边界条件没有要求收缩相必须是膨胀相的时间反演。我的一个学生雷蒙·拉夫勒蒙进一步发现，在一个稍复杂的模型中，宇宙的坍缩和膨胀非常不同。我意识到自己犯了一个错误：无边界条件意味着事实上在收缩相时无序度继续增加。当宇宙开始收缩时或在黑洞中热力学和心理学时间箭头不会反向。

当你发现自己犯了这样的错误后该如何办？有些人从不承认他们是错误的，而继续去找新的往往互相不协调的论据为自己辩解——正如爱丁顿在反对黑洞理论时之所为。另外一些人首先宣称，从来没有真正支持过不正确的观点，如果他们支持了，也只是为了显示它是不协调的。在我看来，如果你在出版物中承认自己错了，那会好得多并少造成混乱。爱因斯坦即是一个好的榜样，他在企图建立一个静态的宇宙模型时引入了宇宙常数，他称此为一生中最大的错误。

回头再说时间箭头，余下的问题是；为何我们观察到热力学和宇宙学箭头指向同一方向？或换言之，为何无序度增加的时间方向正是宇宙膨胀的时间方向？如果人们相信，按照无边界假设似乎所隐含的那样，宇宙先膨胀然后重新收缩，那么为何我们应在膨胀相中而不是在收缩相中，这就成为一个问题。

人们可以在弱人择原理的基础上回答这个问题。收缩相的条件不适合于智慧人类的存在，而正是他们能够提出为何无序度增加的时间方向和宇宙膨胀的时间方向相同的问题。无边界假设预言的宇宙在早期阶段的暴涨意味着，宇宙必须以非常接近为避免坍缩所需要的临界速率膨胀，这样它在很长的时间内才不至坍缩。到那时候所有的恒星都会烧尽，而在其中的质子和中子可能会衰变成轻粒子和辐射。宇宙将处于几乎完全无序的状态，这时就不会有强的热力学时间箭头。由于宇宙已经处于几乎完全无序的状态，无序度不会增加很多。然而，对于智慧生命的行为来说，一个强的热力学箭头是必需的。为了生存下去，人类必须消耗能量的一种有序形式——食物，并将其转化成能量的一种无序形式——热量，所以智慧生命不能在宇宙的收缩相中存在。这就解释了，为何我们观察到热力学和宇宙学的时间箭头指向一致。并不是宇宙的膨胀导致无序度的增加，而是无边界条件引起无序度的增加，并且只有在膨胀相中才有适合智慧生命的条件。

总之，科学定律并不能区分前进和后退的时间方向。然而，至少存在有三个时间箭头将过去和将来区分开来。它们是热力学箭头，这就是无序度增加的时间方向；心理学箭头，即是在这个时间方向上，我们能记住过去而不是将来；还有宇宙学箭头，也即宇宙膨胀而不是收缩的方向。我指出了心理学箭头本质上应和热力学箭头相同。宇宙的无边界假设预言了定义得很好的热力学时间箭头，因为宇宙必须从光滑、有序的状态开始。并且我们看到，热力学箭头和宇宙学箭头的一致，乃是由于智慧生命只能在膨胀相中存在。收缩相是不适合于它的存在的，因为那儿没有强的热力学时间箭头。

人类理解宇宙的进步，是在一个无序度增加的宇宙中建立了一个很小的有序的角落。 如果你记住了这本书中的每一个词，你的记忆就记录了大约200万单位的信息——你头脑中的有序度就增加了大约200万单位。 然而，当你读这本书时，你至少将以食物为形式的1千卡路里的有序能量， 转换成为以对流和汗释放到你周围空气中的热量的形式的无序能量。这就将宇宙的无序度增大了大约20亿亿亿单位，或大约是你头脑中有序度增量——那是如果你记住这本书的每一件事的话——的1干亿亿倍。我试图在下一章更增加一些我们头脑的有序度，解释人们如何将我描述过的部分理论结合一起，形成一个完整的统一理论，这个理论将适用于宇宙中的任何东西。
——摘自霍金《时间简史》第九章《时间箭头》

时间是一个计量“事件过程长短”的类别名词
可以说没有“事件”就没有“时间”
以下是细致的分析：
●“时间”的“本质”是一个“导程”（导件过程）的“长短”（自然万物都有引导他们存在的东西，我们简称为“导存”；第一次引导事物存在的东西是“本质”和“规律”我们称之为“一次导存”；因此所有的“事件”都是“导存事件”我们简称为“导件”，导件的过程我们简称为“导程”）。比如我们一天24小时记录的是地球“自转一周”这个“导程”的“长短”，一年则是“公转一周”的“长短”。而且每个“导存体”（引导存在的个体）都有自己的“导程”！像我们可以同时“看”、“听”、“嗅”、“吃”、“想”、“踢”、“摸”东西，就是因为“眼”、“耳”、“鼻”、“嘴”、“脑”、“脚”、“手”都是单独的“导存体”，于是都有自己的“导程”（时间），而需要“节省时间”的话，就有：增加“导存体”、减小“导存”难度、选择“导存”重点等方法。如果我们要把“导程长短”，用一个词来表示的话，我们称之为“程量”；如果我们非要给整个“宇宙”的“导程”取个名字的话，就叫它作“宙程”吧！那么描述整个宇宙的时间，就叫：“宙程量”。
●如果我们要用“坐标轴”和“线”来描述“程量”的话，我们将会发现，大部分用来描述“程量”的“线”是“弯弯曲曲”的，这是因为在这些事件的“导存过程”中，是“有快有慢”的。换句话说，很多时候“时间”是“弯弯曲曲”的，而不是平坦的，而且每个“导存体”都拥有他们自己的“时间”。
●要让我们的细胞在500年后都充满活力的话，那就停止它们“衰老”的“导程”吧，“冰冻”住它们!不过不好意思，那样的话我们也死了，至少在现代这种“解冻”技术不过关的年代来讲。
●出自“全集然文明X档案”
时间的应用
1 授时系统
授时系统是确定和发播精确时刻的工作系统。每当整点钟时，正在收听广播的收音机便会播出“嘟、嘟......”的响声．人们便以此校对自己的钟表的 快慢。广播电台里的正确时间是哪里来的呢？它是由天文台精密的钟去控制的。那么天文台又是怎样知道这些精确的时间呢？我们知道，地球每天均匀转动一次，因此，天上的星星每天东升西落一次。如果把地球当作一个大钟．天空的星星就好比钟面上表示钟点的数字。星星的位置天文学家已经很好测定过，也就是说这只天然钟面上的钟点数是很精确知道的。天文学家的望远镜就好比钟面上的指针。在我们日常用的钟上，是指针转而钟面不动，在这里看上去则是指针“不动”，“钟面”在转动。当星星对准望远镜时，天文学家就知道正确的时间， 用这个时间去校正天文台的钟。 这样天文学家就可随时从天文台的钟面知道正确的时间．然后在每天一定时间，例如，整点时，通过电台广播出去，我们就可以去校对自己的钟表，或供其他工作的需要。
天文测时所依赖的是地球自转，而地球自转的不均匀性使得天文方法所得到的时间（世界时）精度只能达到10-9，无法满足二十世纪中叶社会经济各方面的需求。一种更为精确和稳 定的时间标准应运而生，这就是“原子钟”。目前世界各国都采用原子钟来产生和保持标准时间，这就是“时间基准”，然后，通过各种手段和媒介将时间信号送达用户，这些手段包括：短波、长波、电话网、互联网、卫星等。这一整个工序，就称为“授时系统”。
2 时区
将地球表面按经线划分的24个区域。当我们在上海看到太阳升起时，居住新加坡的人要再过半小时才能看到太阳升起。而远在英国伦敦的居民则还在睡梦中，要再过8小时才能见到太阳呢。世界各 地的人们，在生活和工作中如果各自采用当地的时间， 对于日常生活、交通等会带来许许多多的不便和困难。为了照顾到各地区的使用方便，又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时间上去。有关国际会议决定将地球表面按经线从南到北，划成一个个区域，并且规定相邻区域的时间相差1小时。在同一区域内的东端和西端的人看到太阳升起的时间最多相差不过1小时。当人们跨过一个区域，就将自己的时钟校正1小时（向西减1小时，向东加1小时），跨过几个区域就加或减几小时。这样使用起来就很方便。现今全球共分为24个时区。由于实用上常常1个国家，或1个省份同时跨着 2个或更多时区，为了照顾到行政上的方便，常将1个国家或 1个省份划在一起。所以时区并不严格按南北直线来划分， 而是按自然条件来划分。例如，我国幅员宽广，差不多跨5个时区，但实际上在只用东八时区的标准时即北京时间为准。
3 区时
一种按全球统一的时区系统计量的时间。 每当太阳当头照的时候，就是中午12点钟。但不同地方看到太阳当头照的时间是不一样的。例如，上海已是中午12点时，莫斯科的居民还要经过5个小时才能看到太阳当头照；而澳大利亚的悉尼人早已是下午2点钟了。所以如果各地方都使用当地的时间标准，将会给行政管理、交通运输、以及日常生活等带来很多不便。为了克服这个困难，天文学家就商量出一个解决的办法：将全世界经度每相隔15度划一个区域，这样一共有24个区域。在每个区域内都采用统一的时间标准，称为“区时”。而相邻区域的区时则相差1个小时。当人们向东 从一个区域到相邻的区域时，就将自己的钟表拨快1小时．走过几个区域就拨快几个小时。相反当人们向西从一个区域到相邻的区域时，就将自己的钟表拨慢1小时．走过几个区域就拨慢几个小时。在飞机场等交通中心．常将世界各大城市所对应的区时，用图表示出来，以方便旅客。
4 格林尼治时间
亦称“世界时”。 格林尼治所在地的标准时间。现在不光是天文学家使用格林尼治时间，就是在新闻报刊上也经常出现这个名词。我们知道各地都有各地的地方时间。如果对国际上某一重大事情，用地方时间来记录，就会感到复杂不便．而且将来日子一长容易搞错。因此，天文学家就提出一个大家都能接受且又方便的记录方法，那就是以格林尼治的地方时间为标准。格林尼治是英国伦敦南郊原格林尼治天文台的所在地，它又是世界上地理经度的起始点。对于世界上发生的重大事件，都以格林尼治的地方时间记录下来。一旦知道了格林尼治时间，人们就很容易推算出相当的本地时间。例如，某事件发生在格林尼治时间上午8 时，我国在英国东面，北京时间比格林尼治时同要早8小时，我们就立刻知道这次事情发生在相当于北京时间16时，也就是北京时间下午4时。
我画的时间模型博宇十论对时间的本质有终极解释:时间本质上是人类的自我错觉。
下面是严重的错觉反应
第一节; 解析时间的建立
定义： 设两直角坐标系(S')和(S), (S')为运动系，(S)为观测系。(S')中的长度l'为固有长度，时间t'为固有时间; l', t'表示(S')相对于(S)静止状态下的长度和时间； 当(S')相对于(S)运动时，在(S)中测量(S')中的长度l'和时间t'; 测量结果为l、t，则l 观测长度，t为观测时间，l、t均为观测值。
(I). 时空面积相等原理----运动系(S')及观测系(S)中的长度与时间的乘积为时空面积S'或S。运动系(S')相对观测系(S)静止或运动状态下，时空面积是不变量；即对任意(l', t'), 均有等式 l't'= l t 成立
(II). 时空偏转原理-----若运动系(S')相对观测系（S）运动，在某一时刻相对速度为u或u'，那么运动系(S')与观测系（S）沿相对运动产生偏转，偏转角q 为时空偏转角，时空偏转角的大小与相对速度u （或u'）有关，其正弦值与相对速度运动方向u（或u'）成正比，即sinq =u/c， （或sinq = u'/c'），c为光速。时空面积不变原理(I)和时空偏转原理(II)是我们研究时空问题的基本原理。根据这两条原理，我们下面找出(S')与（S）的时空关系式。
设(S')与（S）在某时刻原点重合，(S')与（S）的相对速度为u, l与u方向相同，根据原理(II), (S')与（S）产生偏转得到以下结果：
OD = OAcosq
令： OD = l OA = l'
则上式 l = l'cosq
又根据原理(I)，(S')中的时空面积 S'ABCO与（S）的SDEFO 相等，
所以 t l= t'l' , t = t' (l'/l), 将(1-1)式代入
得 t = t'/ cosq (1-2)
由原理 (II)知: sinq =u/c, 表明关系式cosq = l/l’=t’/t以及其中的q 与原理(II)sinq =u/c中的q 相同。(1–3)、(1–4) 这两个等式是狭义相对论的基本公式，也是解析时空理论研究时空问题的出发点。在本文中，您将逐步看到狭义相对论的普遍结论---动尺缩短，动钟延缓效应，正是由于时空偏转所致，狭义相对论的收缩因子即为解析时空的偏转因子。
下面我们求出(S')与(S)的速度关系式（非坐标关系式）：
由( 1-1 )式: l = l' cosq , 我们选 l1 和 l2 (l1¹ l2)
则 l1 = l'1cosq , l2 = l'2cosq
两式相减 l2- l1= (l'2- l'1) cosq
D l21= D l'21 cosq (1-5)
当 Dl21 ® 0时,
dl = dl'cosq (1-6)
同理由(1-2)式可得到
dt =dt'/ cosq
dt'/dt = cosq (1-7)
则式(1-6)关于 t 微分有
dl/dt = cosq dl'/dt
第二节 解析时空的基本性质
时空波全景
我们知道所有物理学的原理、公设、假设都源于基本物理概念，由于研究对象的差异，这些物理概念可以是具体的也可以是抽象的，科学家们应用数学方法对这些概念进行描述，并用数学方程式计算各种物理量的关系，就是说物理学中的数学方程式无法脱离物理概念而独立存在。但我们发现作为量子力学中最重要基本原理之一的薛定谔方程却缺乏应具备的物理含义，与其说是一个“原理”或“假设”，倒不如说薛定谔方程看上去更象一个结论。尽管薛定谔方程在量子力学中有很高的应用价值，但这丝毫不能掩饰薛定谔方程作为量子力学之“原理”而存在着的本身的缺憾，也不得不使我们对‘量子大厦’的基础工程多少要产生一些怀疑。这种情况在相对论身上同样存在。在相对论中无处不在的收缩因子，其物理含义怎么解释？广义相对论把非惯性时空定义为黎曼空间，但由于黎曼几何是正曲率空间，既然广义时空是对称的，我们必然要问，负曲率空间到哪去了？难道上帝对正曲率空间有偏爱？在对上述看似简单的问题作出正确合理的回答之前，我们几乎无法令人信服地谈论所谓的‘统一理论’。今天这些问题实际上已经找到了答案，上述那些似乎毫无关系的问题都可用时空偏转原理来解释。本章并不是简单地为薛定谔方程找到了数学上的证明方法，而是使其建立在更为牢固、更具代表性的时空原理之上，这同时也使我们有理由从时空偏转的概念出发去审视目前全部物理理论所处的时空位置：
时空波函数自变量q定义区间
0 y=y0 第一时空 绝对时空 牛顿理论
[0，p/2] y=y0cosq 第二时空 相对时空 相对论 （狭义、广义）
[0，+¥） y=y0coswt 第三时空 量子时空 量子力学
[2kp+p/2，2kp+3p/2] k=0,1,2....正整数 第四时空 负空间 黑洞
第一时空----
第一时空是我们生活的时空 ，物理学上的第一时空概念是绝对时间，绝对空间，这种观点统治了人类几千年。直至今日，第一时空观念还在影响着人类的思维方式和哲学观点，因为第一时空世界是低速世界，几乎我们全部物理理论都是建立在‘低速世界’基础之上的，这是谁也无法改变的事实。在这一“现实”面前，物理学家们所要做的事就是把主观与“客观”的距离缩小到最小范围。
第二时空----
大约在一个世纪前，一位伟人---爱因斯坦开创了‘相对时空’领域，相对论认为时间和空间都不是绝对的，爱因斯坦发现对时空的描述与描述者间的相对运动状况有关，第一时空的绝对时空观念已不再适用。 历经数年时间，他对第二时空做了精心的设计，把其描述成弯曲的，多维的，并向外凸起的正曲率空间。第二时空的发现是人类历史上很了不起的一件事，它告诉我们这样的事实，即在第二时空区域两端，一端为第一时空，另一端是黑洞世界（q=p/2）（详见第一章），在黑洞里所有的物理理论都将失效，这对于那些“绝对”“永恒的” 观点是绝妙的讽刺。遗憾的是，第二时空的成功却使爱因斯坦深陷其中，他始终都未离开第二时空一步，直至逝世,他并没有发现时空的偏转性质，也没有意识到相对时空只是整个时空波段上很小的一部分，正象可见光是电磁波谱中很小的一段一样。当物理学界忙于用这把“万能钥匙”开启更多的时空大门,但都归于失败而不知所措的时候，第三时空理论---量子力学却逐步完善，登上了时空舞台....
第三时空----
‘量子时空’比‘相对时空’涉及的范围更广，它把第二时空波段从[0，p/2]扩展到[0，+¥）区间，应该说第一，二时空是第三时空的特例。第三时空的建立有着微观领域广泛实验的基础，即粒子的运动速度比宏观世界物体的运动速度大得多。但人们发现，对粒子的运动状况进行描述却比预想的要困难，我们不可能同时确定粒子的位置和动量，而且能量分布也不是连续的。尽管它是个事实，但要说服习惯第一时空或刚从第二时空过来的人，你必须花费相当的口舌，因为第三时空理论基础的建立不象人们想象中的那样牢靠，“就这样的公式你去计算好了，不要再问为什么”。此情景确是发生在我们奉若神明的理论之中。
第三时空的“成功建立”使越来越多的科学家们相信真正的“统一理论”无非是把第一，第二，第三时空统一在一个新的理论中去。这种想法不错，但忽略了另一个重要因素，就是能量为什么不连续，“丢失”的空间哪去了？显然此问题在第三时空理论中是无法找到答案的。在本文中我们已经知道：能量的不连续性是空间不连续造成的，而空间的不连续是时空波函数在区间 [0，+¥)上出现了负值，其物理含义为负空间，所对应的能量会出现负值，它正是我们要寻找的“丢失的空间”。从广义上讲，空间，能量都是对称的，只不过我们无法测出负空间，负能量，若要理解它们，就需要我们站在第四时空立场上来看待这一问题。
第四时空----
近年来有关反物质，负时空的概念已逐步从科幻作品中进入到一些专业书刊中，但从理论上承认反物质、负时空和负能量等的存在还需要相当的勇气，因为在我们看来，客观存在必须是实实在在的东西，负时空概念显然与传统观念格格不入，是经典理论的禁区，但对于理论工作者来说它绝不能成为想象力的桎梏。要完成第三时空向第四时空的跨越，我们必须具备坚实的理论基础。解析时空理论以最简单的数学方式描绘了从第一时空到第四时空的全景图，它使我们从整体上了解时空体系存在的客观性作了充分的理论准备并提供了必要的理论工具。我们会发现黑洞导致测量作用产生波粒二象性和其他量子现象。如果我们期待在时空问题上有所作为的话，必须应抛弃我们原有的观念----‘上帝总是对人类有所偏爱’。因为正负时空从整体上是相同的，只不过我们人类自认为站在哪一边罢了。

去看看灵遁者关于时间论述的原文，便于你理解。

相对论诞生至今已有百年．一直倍受人们的关注，一方面是因为它在各个领域中取得巨大成就，另一方面是由于它自身所引起的争议颇多。由相对论的两个基本假设：即相对性原理及“光速不变”假设，所导致的一系列似是而非的结果(称为“佯谬 )，从它诞生起就一直引起了人们广泛的争论。其中最著名的有时钟佯谬、潜水艇佯谬、哥德尔佯谬等。

相对论诞生之后，人们逐渐认识到不仅时间的测量有问题，空间的测量也存在问题。一根尺在不同的地方，长度是否一样，尺子在移动过程中长度会不会改变，都成了需要深思的问题。　　在人们的日常观念中，认为“同时”是绝对的，两个事件是否同时发生，具有绝对意义。“同时”的相对性，与人们的日常观念大不相同，很难被接受。为什么我们通常感觉不到“同时”的相对性呢?那是因为，这种相对性只有在接近光速(每秒30万公里)运动时，才会明显表现出来。我们通常接触的汽车、飞机甚至火箭，运动速度都太小了，感觉不出这点差异。　　由于同时的相对性，高速运动的尺，会在运动方向上缩短。高速运动的钟。与一系列静置的钟(已校准同步)相比会变慢。理解“同时”的相对性，是弄懂相对论的关键。

尺缩钟慢效应

爱因斯坦的相对论认为运动的尺缩短是相对的，是一种时空效应，发生这种效应时，构成尺的原子结构和原子内部的电荷分布都不会发生任何变化。相对论认为，运动尺的收缩是相对的，两个作相对运动的刚尺，都会认为对方缩短，这是“同时”相对性的结果，与绝对空间没有关系。相对论认为根本不存在绝对空间。　　运动时钟变慢也是相对的。两列平行放置、相对运动的钟，让对方的一个钟依次与自己的一系列钟比较，都会认为对方的(相对于自己运动的)钟变慢。这个效应已经被实验证实。

时间膨胀

时间膨胀

时间膨胀是相对论效应的一个特别引人注意的例证，它是首先在宇宙射线中观测到的。我们注意到，在相对论中，空间和时间的尺度随着观察者速度的改变而改变。例如，假定我们测量正向着我们运动的一只时钟所表明的时间，我们就会发现它要比另一只同我们相对静止的正常走时的时钟走得慢些。另一方面，假定我们也以这只运动时钟的速度和它一同运动，它的走时又回到十分正常。我们不会见到普通时钟以光速向我们飞来，但是放射性衰变就像时钟，这是因为放射性物质包含着一个完全确定的时间标尺，也就是它的半衰期。当我们对向我们飞来的宇宙射线M作测量时，发现它的半衰期要比在实验室中测出的22微秒长很多。在这个意义上，从我们观察者的观点来看，M内部的时钟确实是走得慢些。时间进程拉长了，就是说时间膨胀了。

六层楼上的时间（一）

六层楼上的时钟（离地面约22米），每秒比地面上的时钟快一千万亿分之二点四秒。　　爱因斯坦在广义相对论中指出：在非惯性坐标系中，运动物体在中心物体的引力场中运动时，对于同一经历过程，在运动物体上测得的时间间隔，要比在中心物体上的测定值大。偏大的数值约为　　　，g为重力加速度，m为引力中心体(如地球)的质量，r为中心体半径。　　这就是说，在运动物体上测定的时间，除与运动速度有关外，还与其相对于地心的距离有关。这种情况表明，高处的时钟比低处的时钟要走得快。

根据相对论计算。位于地球表面不同高度处的原子钟，由相对论效应造成的时差修正为：1.09×10-16秒／米(海拨)，即每升高一百米，时钟要快百万亿分之一秒。　　照这样计算，二十二米高的六层楼上的时钟，每秒比地面上的时钟快一千万亿分之二点四秒。　　而放在珠穆朗玛峰顶上的时钟。每秒要比地面上的时钟快一万亿分之一秒。　　在原子钟出现之前，要测量出如此短暂的时间是不可能的。只有利用原子钟，人们才能够用现代实验方法验证它的正确性。

灵遁者：时间的定义

时间，空间和物质是一体的，它们共同构成时空。时空是能量的时空，是运动的时空。从开始，时间就不能从运动变化中脱离出来，也就是时间不能从时空中单独脱离出来说明。

任何脱离时空，脱离运动的时间描述都是片面的。了解时间的本质，就要了解时空。这一方面理论，我们要感谢爱氏的相对论。

不存在的东西就证明它不存在，存在的东西就证明它存在，这是我们人类的责任。就像引力波，等了那么久，我们终于证实它是存在的。你不理解的东西，不一定不存在！ 时间就是这样的东西，虽然它很抽象，但还可以想象。

那么我们从正面如何证实时间是存在的，且时间是时空不可分的东西。

如果我们赞同爱氏相对论是正确的，就要赞同运动对于时间的影响。由爱氏理论我们可以知道：时间流逝的速度取决于物体在宇宙中的位置以及运动速度。

对于时间的一般定义是这样的：物质存在的一种客观形式，由过去现在将来构成的连绵不断的系统；是物质的运动变化的持续性和连续性的表现。

这样的的定义并没有错，但对于专业研究物理和天文的人来说，还不够究竟，不够本质。

所以我把时间的定义修正为：时间是物质在引力场中的位置以及运动速度的应变度量过程；它是物质存在的客观形式。

进一步的阐述说明是，时间的这种“应变度量过程”就是物质的运动变化的持续性和连续性的表现。在这里要说明“应变”这个词，指的是主体时间受“引力场位置”和“运动速度”影响而做出的应变量。

这种应变是不以人的意志为转移的，它是客观的。

网上还有很多标题为“相对论证明时间不存在”的文章。拿出爱因斯坦的话：“现在、过去和将来之间的差别只是一种错觉。时间倒流或回到过去，其实是建立在一个不存在的逻辑基础上的。”

相对论本身就是时空理论，怎么可能没有时间在里面，所以这是无稽之谈的文章。至于如何理解爱氏所说的话：“现在、过去和将来之间的差别只是一种错觉。”

这是从意识层面来说的，爱氏的本意应该是要强调时间是没有方向的！所以现在，过去，未来才是人的创造，是为了描述生活而创造的。 也就是说时间一直向前的这个方向，其实是不存在。这个方向是人为赋予的。

再来读一遍我对于时间的定义：时间是能量物质在引力场中的位置以及运动速度的应变度量过程；它是物质存在的客观形式。

两个关键词：位置，运动速度。

时空是弯曲的，时空也是引力的本源。能量的分布，物质的分布不均，使得引力场强弱有差异。时间在不同的引力场中是不同的。地球和月球上时间不同，地球和太阳上时间不同。甚至地球上不同位置时间也不同。

我住在一楼，你住在33楼，我们的时间不同。这不是荒谬，是事实。只是这种区别太过于微小，我们根本无法察觉。上面关于GPS的校准案例，其实就是答案！

所以你脑海中要有这样的一副图画，那就是时间是弯曲的！这种弯曲是由于时空弯曲，引力场不均导致的。形象的举例来说，时间的弯曲图画，就像一副丘陵高山的等高线图。如下图

所以这更加印证了时间是没有方向的。物体处于等高线不同的位置，时间流逝是不同的。

从这张图我们也可以得出其实时间与时间是没有明显的间隔点，没有明显的间隙！更没有明显的界限！

在这里还可以回答一个被多次提问的问题：时间有起点吗？

我的答案是没有起点。所以大爆炸理论是时间的起点一说不可靠。能量，时空只要存在，时间就存在。

再来分析第二个关键词：运动速度。

显然相对论效应，物体的运动越快，时间越慢，已经被证实。而且我说过光速就是一种束缚态。任何物体要达到光速所要克服这种束缚是不可能的。因为它要对抗整个时空！

这就是运动速度的极限为什么是光速，当物体达到近光速极限，时间越来越慢，也将达到时间这一维度的极限。而且大家别忘了，物体接近光速的时候它的质量也是增加的。这时候它周围的时间等高线图肯定是有变化的，所以时间是不同的！

而且运动的物体质量的增大，这种增大的质量是时空的赋予！还有一个相对论效应是尺缩效应，该效应指出高速运动的物体尺度变短。这种“尺缩”也是一种时空赋予。

也就是说质量增加，尺缩，都是时空使然。质量增大，尺缩都是观测效应，但它的本质是时空弯曲。就好像一根100米的长条，高速运动，它变短了，不是真的变短了。而且空间弯曲，使得测量的物体也“弯曲”，这时候观察到的长条自然短了。所以说尺缩是时空的赋予，质量增大也是时空的赋予。

读到这里大家应该明白了，为什么说要了解时间的本质，需要先了解时空。

很多科学家也不会把时间和惯性联系起来，但我会这么思考。引力的本源是时空，惯性的本源是引力。引力场又会对时间产生影响。同样引力场也会对惯性产生影响。也就说上面图中的时间等高线，也可以用来形容“惯性等高线。”

在我的书中，关于惯性的定义是这样的：在引力场中，物体保持原来运动的状态的性质叫惯性。

大家仔细和上面时间的定义一起来看看。你会发现其中的玄妙之处。

你也会发现修改现在的惯性定律是多么重要。惯性是保持原来运动状态的性质。而时间是度量运动的物体在引力场中的应变行为或过程。

这样的文字描述，无疑将时间，惯性，引力，引力场统一起来，他们之间的相互是和谐的，不是分斥的。

如果大家还够细心的话，会发现基础物理的量：质量，时间，惯性，引力场等都是标量，只有大小，没有方向！这是时空使然，这是有深意的。

然后再来说熵增。熵是描述一个系统的混乱程度，也可以说能量的混乱程度。这是一种概率统计理论。确实如文章所言，如果一个系统足够大，那么理论上熵增是必须的。可是熵增是时间方向吗？ 这是我们要讨论的。

我认为不是的。

1、时间是描述物体运动连续性的变化，是一种度量。熵是描述系统的状态。本质上，熵理论是一种概率论，当系统大到一定程度，这种概率是百分百。就像上文所描述的。但从本质上来说，时间不是概率论。从宏观角度讲，宇宙系统熵增会影响时间的度量，因为熵增是能量的变化。而能量的变化自然引起引力场的变化。看看上面的时间的定义，自然就知道了，这会影响时间的度量。所以熵增理论，会影响时间，但不是时间的方向。

2、熵增是一种系统态，根据绝对零度不为零的定律，我们知道它是一直持续的一个状态。这说明了宇宙的开放性。因为一个封闭的系统，必然达到熵状态。这是可以佐证时间无限的的条件。但时间无限，不是说时间很长很长，其实重点应该理解为时间时刻存在！当然理解为很长很长，和时间时刻存在在生活意义上是相同的。

3、过去回不去的原因，是熵增覆盖过去的时空信息。今年去一个景点，明年这个景点依然在，可是你去了，这个景点的信息和去年一定是不一样的。作为一种度量，时间是敏感的。

可能讲到这里，很多朋友依然迷糊。我再这样通俗说一点。熵增原理可以看作是宇宙运动的方向，而时间是物体变化的度量。所以熵增不是时间的方向。而且如果时间，有方向，那么现在的关于时间是标量的国际认定，就要修改。各位，好好想想，是不是这个道理。

各位，时间是存在的，时间是无限的，时间是没有方向的。时间是无限的，我们的生命确实有限的。这不是我们的悲哀，是我们的机会。

摘自独立学者，科普作家灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》

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