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问你一个问题 ， 什么是时间？也许你会觉得 ， 这个问题很简单 ， 因为我们日常生活几乎每天都会用到时间 ， 我们有时会浪费时间 ， 有时又会节约时间 。 时间对我们来说再熟悉不过 。 但是当你去回答时间的定义 ， 你会发现 ， 这很难回答 。 因为看似熟悉的事物 ， 其实显得非常陌生 。
时间
对于时间 ， 给我们的第一个感觉就是 ， 时间就像河流一样 ， 一直流逝生生不息 ， 并且时间的方向只有一个 ， 那就是指向未来 。 但是随着科学家对时间的深入研究 ， 竟然发现时间未必像刚才所描述的那样 ， 一直处于流逝的状态 ， 时间也可以加速和减速 ， 这到底是怎么回事呢？
【爱因斯坦说的“时间膨胀”会真实发生吗？时间是否真实存在？】首先我们虽然不能直接看见时间 ， 但是却可以测量时间 ， 早在几千年前 ， 人类就发明了各种测量时间的方法 ， 比如古人会以日出和日落来测量1天的时间到底有多久 ， 古人也将1年时间分为24个节气 ， 可以精确的知道什么时候开始播种 ， 什么时候开始收获 。 当然古人也能发明沙漏来记录某一段时间 。
但是这些对时间的测量 ， 却有一个共同的特性 ， 那就是都利用了某种周期性的运动 。 比如日出和日落、24节气的交替往复、沙漏的重置等等 ， 这些都是周期性的运动 。 因此我们对时间的把握 ， 其实和物体的运动周期息息相关 。
但是这里存在一个严重的问题 ， 那就是如果某一天物体的运动周期突然变了 ， 比如下一个周期的时间比上一个周期更短 ， 那么我们对时间的测量就会出现误差 ， 而且我们还无法察觉到这种变化 。 所以为了尽可能避免这种情况 ， 我们只能尽可能使用周期更短的运动 ， 比如现在最精密的铯原子钟 ， 每秒可以周期运动90亿次 。 但是我们对时间测量的再精确 ， 也无法揭示时间的本质到底是什么？因此引发了第1个问题 ， 时间到底是客观存在 ， 还是人们的主观感受？
周期运动
其实在很久以前 ， 人们虽然都意识到了时间的存在 。 比如在东半球的国家 ， 晨时会比在西半球的国家来得早 ， 因此每个区域都有自己的时间 。 但是当这些区域需要彼此相互联系时 ， 就必须要对每个地区的时间做统一 ， 如果任由每个区域各自使用自己的时间 ， 就会造成时间的错乱 ， 从而引发一些灾难 。 所以每当你从一个区域 ， 移动到另外一个区域 ， 就必须切换时间 ， 这样也就有了时差的概念 。
但是时间却有一个特性无法改变 ， 那就是每个区域的时间流逝速度 ， 绝对是完全一致的 ， 不会出现A区域的1小时等于B区域的2小时这种现象 ， 而这也就是牛顿对时间的描述 。 牛顿认为 ， 时间是一种客观存在的事物 ， 它的流逝速度在任何情况下都保持不变 ， 并且运动的物体不会影响时间的流逝速度 。
牛顿
换言之 ， 牛顿认为 ， 宇宙中存在一个所谓标准时间 ， 大家如果都按照标准时间来计时 ， 则不会发生任何错乱 。 牛顿的这种时空观非常符合我们的直觉 ， 但是瑞士专利局的一个普通文员 ， 却对牛顿的这种时空观提出了质疑 。 他就是大名鼎鼎的爱因斯坦 。
在当时有一个世纪难题一直没人能解决 ， 那就是光为何相对于任何参考系永远都是每秒30万公里？在爱因斯坦时代 ， 人们的技术已经发展到足以精确测量光速的程度 。 但是有个现象很奇怪 ， 那就是速度叠加公式在遇到光这种事物时 ， 突然就失灵了 。 在上一期我讲过一个实验 ， 假设此时地面上有一个测速仪 ， 旁边有一列火车以100米每秒的速度经过 ， 而火车里面有个人也往火车头方向跑起来 ， 速度2米每秒 。 请问地面上的仪器针对火车里面的人 ， 测量出的速度是多少？按照牛顿的速度叠加公式 ， 肯定是火车的速度加上人跑的速度 ， 所以等于102米每秒 。
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