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物理学时间是什么  

2012-05-09 16:02:44|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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物理学时间是什么

李新民 天津(188189189@163.com

很多人从数学中寻找“时间是什么”的问题;也还有很多人从物理过程寻找“时间是什么”的问题。学者们普遍认为:物理学中的时间和我们目前钟表所显示的时间是两种不同形式的时间。甚至有人认为:钟表显示的不是时间,它只是对时间的部分的记录。人们对钟表所显示的时间和物理学时间T难以区分,是造成对时间困惑的最主要的原因之一。

其实,我们日常使用一套时间的同时,物理学也在使用另一套时间T。究竟这两种时间是不是一回事,现在我们可做详细分析。我们日常使用的时间是数字的、绝对的、均匀流逝的时间。物理学时间T是周期的长短或周期数的多少。学者们普遍认为,T并不是以地球周期运动为基准的时间,而是指事物周期的长短。甚至有学者认为:宇宙本身就存在一个时间过程。在物理学中,对于T=L/V,表面上看,时间T并不是均匀不变的流逝。当距离L一定时,时间T快慢取决于速度V——这是物理学给我们造成的“时间不均匀的假象”,也是时间迷惑世人的根源所在。以此假象,周吉善等很多学者认为:“时间是事物的周期长短或周期数大小”。其实时间真正的物理内涵是:“时间是均匀地计时的,速度慢距离就短,反之就长,这是由物理学速度的定义得到的”。也就是说,速度的快慢或周期变化的快慢决定距离的长短或周期数的多少,与时间无关,无论速度如何变化,时间总是均匀流逝的。即,时间只与地球的周期有关,与其他周期无关,这一点可以在数学和数理方程上体现。

在以时间为自变量的微分和积分物理过程中,时间都是均匀增大的自变量。如果时间不是均匀增大的自变量,则微分和积分将不可计算。物理学的速度可以表示成距离对时间的导数或ds/dt,距离的微分与时间的微分之比。我们知道,所有运动学和动力学方程中的速度都可以表示成ds/dt。也就是说,运动的快慢或运动周期的长短与快慢,或运动周期数增长的快慢,都是由ds/dt决定的。周吉善先生认为:物理学时间T是运动周期的长短与快慢,或运动周期数增长的快慢。并且认为,物理学时间T与钟表所显示的时间不是一回事,同时认为:钟表所显示的不是时间,只是时间的记录。下面我们以此认识为基础,对物理学时间T进行分析。

1 ds/dt是微积分过程的导数,因此,dt是均匀变化的。速度的变化与ds有关,与dt无关,dt永远是均匀变化的。如果,速度或周期与dt有关,则dt破坏微积分的数学极限形式,将无法形成数学物理方程。我们知道:运动学方程和动力学方程就是微分方程或偏微分方程,有的是积分方程。在微积分中我们知道:dt是对时间无限的均匀分割,即时间是数字的、绝对的、均匀增大的。这是由数学的时间和物理学的时间决定的。数学或导数要求时间dt均匀变化或均匀分割,将物理问题转化为数理方程后,物理学时间T就是dt的极限和。微分dt是均匀无限小,而不是任意无限小。

物理时间T等于dt的极限和,dt是绝对均匀的数学时间分割单元。这是由速度的定义:ds/dt和微积分的数学性质决定的。我们既然用ds/dt描述运动或周期,那么∫dt=T,并且dt是对T绝对均匀的极限分割。

不管你承认不承认:时间是人类的产物。从时间的数学过程,从时间的物理过程和时间是运动的周期长短的说法来看,时间并没有破坏其持均匀性和绝对性。

2 时间需要钟表显示和计时的,而钟表需要对时和校时的。时间的两个内涵是:钟表和时间体系。没有钟表无法表达时间,人们无法制作时间体系;没有时间体系,钟表无法对时和走时准确。同样,物理学时间T也是需要和对时后的钟表对比或计时的。无论是什么运动、什么周期或过程、也无论是什么“时间”,如果我们想知道它们的长短或快慢,我们必须用对时和校时后的钟表量度或计时的。这也表明——物理学时间T还不是什么新鲜的“时间”,T就是人们日常使用的那个时间。

从数学和物理学上讲,任何过程或周期的微分方程都是以dt为自变量的函数方程,并且dt是均匀无穷小。即dt是对T无限均匀分割——这正是和人类制定的时间相一致的,也证明——物理学时间T并没有跳出人类制定的时间范围,T也没有破坏时间的唯一性。自此,我们从数学和物理学方程得出:物理学时间T是均匀增大的数字,并且与走时准确的钟表走时一致。物理学时间T与钟表显示的时间的区别在于:物理学时间T需要通过数学计算才能得到,而一般时间用钟表直接可以显示。
    3张志强认为:时间是一种物理实在,其最基本的自然属性是物理表征所有过程的持续性。时间及其具有的该基本属性是宇宙创生之初的一种物理产物和来自宇宙创生的自然规定,这与人类对时间的测量定义,测量方法无关,与地球人的产生和进化也无关。
如果宇宙创生之初没有产生出时间这种物理实在,那么地球人就不会观察到任何过程的动态变化。宇宙的设计者---自然法则显然比地球人聪明。

周吉善认为“在日常用语、书面语言及哲学著作中,通常所谓的时间,是用于记录一个或比较两个事件过程之长短的术语;如果用于比较事件的先后,严格地讲应该用‘时刻’而不用时间”。任何一个“物理事件”都有一个“过程”,所以只有“过程”才是一种“物理实在”,又可以叫做物理事件的“持续性”。
时间是用于记录或比较“过程”长短的术语,并不是什么“物理实在”应该是非常明确的。

张志强的时间观:最基本的物理自然属性——物理表征所有过程的持续性。即张志强的时间还是要有物理过程,物理过程就是物理学方程,而物理学方程就是数学物理方程——微分方程或偏微分方程。物理过程需要数理方程描述,而数理方程的自变量dt是对时间轴的均匀分割,即时间还是钟表显示的那个时间,时间还是唯一的。

同样,周吉善的时间观:记录一个或比较两个事件的先后。无论是记录一个事件或比较两个事件,都需要数理方程描述或比较,只要用数理方程描述宇宙或事物,时间永远是唯一的、均匀流逝的。

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