引力大時(shí)間走得越慢,按照廣義相對(duì)論來(lái)解釋的話(huà)比較形象,因?yàn)橐κ菚r(shí)空的幾何。引力大小本質(zhì)上就是說(shuō)時(shí)空的扭曲度(曲率、密度)的大小。時(shí)空的曲率和密度如何影響時(shí)間的流逝,我們后面詳細(xì)來(lái)說(shuō)。

至于時(shí)間是否應(yīng)該是客觀(guān)的或者主觀(guān)的,我必須說(shuō),不要犯二元對(duì)立主義的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤。不要認(rèn)為主觀(guān)的東西和客觀(guān)的東西只能非黑即白,因?yàn)槿说囊磺姓J(rèn)識(shí)都是主觀(guān)和客觀(guān)的混合物。

為什么引力越大時(shí)間越慢?

引力的本質(zhì)是時(shí)空的幾何,廣義相對(duì)論的這種理解形象地解釋了引力的一些性質(zhì)(但請(qǐng)注意理論只是一種認(rèn)識(shí)方式,永遠(yuǎn)不能替代真相),這簡(jiǎn)化了理解的難度,讓引力這種抽象的東西變得形象。簡(jiǎn)而言之,引力是時(shí)空“形變”的結(jié)果。這種形變從某種意義上講可以類(lèi)比我們?nèi)粘?梢?jiàn)的一些物體形變的現(xiàn)象,但不能完全等同,因?yàn)闀r(shí)空是四維的,而我們看到的物體是三維的。


(相關(guān)資料圖)

四維的時(shí)空是個(gè)什么情況呢,個(gè)人總結(jié)了一下關(guān)于此問(wèn)題的認(rèn)知供大家參考:

運(yùn)動(dòng)是時(shí)間流逝的本質(zhì)體現(xiàn)和度量,沒(méi)有運(yùn)動(dòng)就沒(méi)有時(shí)間,或者, 反過(guò)來(lái)說(shuō),沒(méi)有時(shí)間也就沒(méi)有運(yùn)動(dòng),但是, 沒(méi)有絕對(duì)的運(yùn)動(dòng),只有相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此, 時(shí)間的流逝也是相對(duì)的,但是, 即便你相對(duì)某物體不動(dòng),你的時(shí)間還是在流逝,而且 時(shí)間軸的方向指向質(zhì)量因引力“塌縮”的方向(黑洞就是比較明顯的例子),因?yàn)椋? 你實(shí)際上仍然在以光速在時(shí)間軸的方向上運(yùn)動(dòng),這或許是我們宇宙的本質(zhì),或者因?yàn)椋? 宇宙中一定有某物體(或物質(zhì))與你的相對(duì)速度趨近但不大于光速(例如光子),所以你相對(duì)任何物體的速度不會(huì)超過(guò)光速。

相對(duì)性很可能是運(yùn)動(dòng)的基本屬性,沒(méi)有相對(duì),也就沒(méi)有運(yùn)動(dòng),這是定義運(yùn)動(dòng)繞不過(guò)的特征。而時(shí)間是由運(yùn)動(dòng)來(lái)表征的,到現(xiàn)在為止所有的物理現(xiàn)象都無(wú)法割裂運(yùn)動(dòng)與時(shí)間的關(guān)系。因此時(shí)間似乎與運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是一體的,也就是說(shuō)時(shí)間的相對(duì)性與運(yùn)動(dòng)相對(duì)性實(shí)際上是一個(gè)東西,甚至?xí)r間跟運(yùn)動(dòng)都源自同一個(gè)物理事實(shí)。于是,我們的時(shí)空當(dāng)中的現(xiàn)象就是在彼此參照的情況下相互作用的。

上圖:“難懂的”時(shí)空間隔不變性提出,運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是時(shí)空的跨度(雖然教科書(shū)上說(shuō)運(yùn)動(dòng)是空間距離與時(shí)間之比)。如果宇宙真的是四維時(shí)空,那么一切物體運(yùn)動(dòng)初末狀態(tài)相同時(shí),無(wú)論是采取何種運(yùn)動(dòng)方式,經(jīng)歷的時(shí)空間隔應(yīng)該是相同的。一對(duì)雙胞胎同時(shí)出發(fā)不管他們?cè)趺催\(yùn)動(dòng),最后回到原地,他們的“時(shí)空間隔”是相同的,但是可能一個(gè)雙胞胎走的空間距離多一些,相對(duì)另一個(gè)走的時(shí)間距離就會(huì)必然多一些,所以一個(gè)老得快一些,因?yàn)樗\(yùn)動(dòng)的空間距離少。

任何物體跟光也可以做同樣的思考。一秒之內(nèi),光運(yùn)動(dòng)了三十萬(wàn)公里,而我們可能只走了三公里,那顯然我們就只有比光老得快才能確保我們的時(shí)空間隔是一樣的(我們和光都在時(shí)空中走過(guò)了相同的時(shí)空間隔)。

還可以換一個(gè)角度來(lái)看光與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。如果我們把光認(rèn)為是靜止的,即光實(shí)際上是固定在時(shí)空的網(wǎng)格上的,那么我們可發(fā)現(xiàn)實(shí)際上發(fā)現(xiàn)我們和一切物質(zhì)是在以接近光速的速度在時(shí)空中朝著時(shí)空的中心“塌縮”的:宇宙并沒(méi)有膨脹,而是宇宙中的物質(zhì)在無(wú)止境地塌縮——這種情況和黑洞內(nèi)部的情況有多么相似!我們會(huì)覺(jué)得整個(gè)宇宙都被強(qiáng)大的引力吸引著向一個(gè)“奇點(diǎn)”塌縮。

上圖:宇宙就像是一張皺巴巴的布料。我們地球所在的區(qū)域太小,看起來(lái)就像是很平坦的,但放到全宇宙的大尺度上,宇宙非常地扭曲。扭曲得厲害的地方就是物質(zhì)聚集得多的地方。

所以實(shí)際上,引力與時(shí)空的運(yùn)動(dòng)模式密切相關(guān),下面舉幾個(gè)象征性的例子:

黑洞附近所謂強(qiáng)大的引力,不過(guò)是黑洞附近時(shí)空在向黑洞中心“塌縮”,讓我們感覺(jué)像是某種力,但時(shí)空只是在黑洞當(dāng)中更“順暢”地流淌著而已。

同樣太陽(yáng)附近的引力(牽引著八大行星和無(wú)數(shù)其它小天體),不過(guò)是太陽(yáng)附近的時(shí)空在向太陽(yáng)的中心“塌縮”,只是由于各個(gè)行星向外運(yùn)動(dòng)與塌縮的速度相平衡所以導(dǎo)致了行星具備了相對(duì)穩(wěn)定的軌道。動(dòng)能與時(shí)空勢(shì)能(引力)的平衡是形成天體軌道的基本原理。而傳統(tǒng)物理學(xué)用“離(向)心力”來(lái)解釋軌道的穩(wěn)定性并不恰當(dāng)。

地球的質(zhì)量導(dǎo)致的引力(或者時(shí)空扭曲)無(wú)法破壞構(gòu)成巖石、海洋和大氣這些物質(zhì)之間相互的電磁斥力,因此使得這些物質(zhì)相互擠壓堆積構(gòu)成了地球的實(shí)體。否則所有這些物質(zhì)(如果沒(méi)有反向的運(yùn)動(dòng)速度的話(huà))都將繼續(xù)像黑洞一樣塌縮著“運(yùn)動(dòng)”下去,直到永遠(yuǎn)。

任何相對(duì)運(yùn)動(dòng),都會(huì)對(duì)抗上述“塌縮”的趨勢(shì),從而使時(shí)間的流逝“相對(duì)”于“沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的那個(gè)物體”減慢。這是狹義相對(duì)論中所述的事件膨脹效應(yīng)的根本原因。

而在“引力場(chǎng)”強(qiáng)的地方,就是時(shí)空“塌縮”更厲害的地方,也就是說(shuō)時(shí)空更密集。因此在時(shí)空密集的地方呆1天,實(shí)際上就相當(dāng)于在時(shí)空稀疏的地方呆

1天,我們隨身帶的度量時(shí)間的工具和我們自己一樣對(duì)這種時(shí)空密度的差異并不知曉,也無(wú)法知曉,如果不通過(guò)運(yùn)動(dòng)跟參照對(duì)象進(jìn)行“比較”的話(huà)(不管是用發(fā)出的光來(lái)對(duì)比還是親自跑過(guò)去比較)。這就是廣義相對(duì)論所述的引力時(shí)間膨脹的根本原因。

引力場(chǎng)中時(shí)間隨引力變大而變慢,這是時(shí)空度規(guī)密度增加的一種表象,當(dāng)然也跟我們度量時(shí)間的方式有關(guān)系。作為物質(zhì)構(gòu)成的我們,在時(shí)空密度增加的時(shí)候并不會(huì)相應(yīng)縮小,所以導(dǎo)致我們所占的時(shí)空相對(duì)時(shí)空刻度變大了,同理我們度量時(shí)間的工具也變大了,于是我們自身無(wú)法發(fā)現(xiàn)時(shí)空膨脹了。但遠(yuǎn)處的人則不然,他們用他們的度量工具來(lái)度量我們的時(shí)間和空間都應(yīng)該變大。在空間上的變大只能體現(xiàn)為“引力紅移”現(xiàn)象,在時(shí)間上則體現(xiàn)為“引力時(shí)間膨脹”。

時(shí)間是客觀(guān)還是主觀(guān)?

前面已經(jīng)說(shuō)了,這并非是一個(gè)非黑即白的問(wèn)題,而且這種“說(shuō)不清楚”也并不局限于人類(lèi)主觀(guān)心理認(rèn)知和宇宙物理客觀(guān)存在這兩個(gè)領(lǐng)域之一,無(wú)論從物理還是心理,都無(wú)法簡(jiǎn)單用客觀(guān)還是主觀(guān)來(lái)給時(shí)間定性。二元論是人類(lèi)給自己加上的一種思維陷阱。難道就不能存在某種既主觀(guān)又客觀(guān)的東西嗎?難怪很多人都很難理解“波粒二象性”或者量子的不確定性。

從物理客觀(guān)來(lái)說(shuō):

在閔可夫斯基時(shí)空中,時(shí)間也是“主觀(guān)”的,或更確切地說(shuō),每個(gè)物質(zhì)粒子/參考系的時(shí)間都不同。時(shí)間總是以觀(guān)察者的坐標(biāo)來(lái)度量的。在閔可夫斯基之前,人們以為每個(gè)人的時(shí)間都是相同的,但是現(xiàn)在我們知道,觀(guān)察者的最輕微的運(yùn)動(dòng)都會(huì)破壞其他觀(guān)察者的同步性。每個(gè)公共汽車(chē)司機(jī)的時(shí)間都過(guò)得比監(jiān)獄里面的囚犯慢,因?yàn)樗緳C(jī)不時(shí)在移動(dòng),即使這兩者之間的差異是不可察覺(jué)的。這種時(shí)間差異是實(shí)實(shí)在在存在的,會(huì)直接導(dǎo)致雙胞胎在不同的時(shí)空當(dāng)中旅行之后年紀(jì)不同。運(yùn)動(dòng)的歷史是時(shí)間不同的根本原因。除非兩個(gè)物體之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),也就是說(shuō)相對(duì)靜止,那么任意兩個(gè)物體之間的時(shí)間都不可能絕對(duì)同步。(相對(duì))靜止等同于(相對(duì))時(shí)間的靜止,這完全符合時(shí)間的原理和哲學(xué)。

從主觀(guān)心理來(lái)說(shuō):

時(shí)間是我們的神經(jīng)系統(tǒng)通過(guò)各種感知推斷出來(lái)的一種認(rèn)知。人類(lèi)大腦對(duì)于時(shí)間的認(rèn)知會(huì)隨著神經(jīng)系統(tǒng)的狀態(tài)以及心理狀態(tài)而改變,諸如年紀(jì)、情緒等等,諸如:

小孩子會(huì)覺(jué)得時(shí)間過(guò)慢,而成年人會(huì)覺(jué)得時(shí)間過(guò)得快。這實(shí)際上跟小孩子與成年人大腦的運(yùn)作方式不同有關(guān)。小孩子對(duì)世界的體驗(yàn)的很多細(xì)節(jié)都記憶猶新,而成年人會(huì)忽略掉很多不必要的信息,專(zhuān)注于個(gè)別的記憶,因此記憶豐度成為了支撐時(shí)間感知的素材。 人專(zhuān)注的時(shí)候,時(shí)間過(guò)得快;三心二意的時(shí)候時(shí)間過(guò)得慢。人的注意力過(guò)于集中的時(shí)候時(shí)間就會(huì)被感覺(jué)得過(guò)得快,而人無(wú)聊的時(shí)候總是抱怨時(shí)間為什么不快點(diǎn)走。這個(gè)估計(jì)大家都有體會(huì)吧! 記憶可能是決定時(shí)間感知的重要因素,而人類(lèi)的記憶也有很多層,大體有瞬時(shí)的,短期的,長(zhǎng)期的,三種。這三種記憶給人的時(shí)間感是不同的,因而也會(huì)給我們帶來(lái)不小的困擾。大量瞬時(shí)的、短期的記憶會(huì)仍然覺(jué)得事件過(guò)得慢,而大量的長(zhǎng)期記憶則會(huì)讓人覺(jué)得事件過(guò)得“太快”(回憶往事的時(shí)候總要加一句“時(shí)間過(guò)得真快”云云)。

總結(jié)

時(shí)間在時(shí)空扭曲厲害的地方相對(duì)于時(shí)空扭曲不厲害的地方會(huì)變慢。 二元論會(huì)阻礙我們的思考,世界并非非黑即白。 時(shí)間無(wú)論從物理還是心理,都是既主觀(guān)又客觀(guān)的。

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