上下四方为宇,古往今来为宙,宇宙中一切物质的起源和消失,世界上一切事物的产生和终结,地球上一切生命的诞生和灭亡,所有的一切都和时间紧密联系在一起,时间是人类古代文明历史的主线。而观象授时是人类祖先对时间感受和认识的重要手段。“观象授时”就是观测日、月、星辰在天空中的位置变化来确定日、月、年。古人“日出而作,日落而息”,从太阳出没,昼夜明暗交替的这种最为明显的天象变化,产生了对“日”的感性认识;从月亮由圆变缺,再由缺变圆,于是逐渐产生了“月”的概念。通过对“物候”和季节时令的观察逐渐产生了“年”的概念。这一切就构成了远古时代“观象授时”非常丰富的内容。
伟大的哲学家圣.奥古斯丁(St.Augustine,公元354年-430年)因为在《忏悔录》中,写出了自己对时间的困惑而出名:“时间是什么?如果没有人问我,我很清楚;可是当有人问我时,我便茫然”。不仅仅是奥古斯丁有这种困惑,直到现在,我们也经常在问:时间是什么?
“时间”是什么呢?“时间”是一种能通过钟表来观察或测量的物理量。
时间是物质存在和运动的基本形式,其特点是无休止地均匀流逝,永远向前、一去不复返。牛顿(英国科学家1642—1727发现万有引力,创立经典力学)曾提出“绝对时间”的概念,他认为:“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地、与任何其它外界事物无关的流逝着,相对的、表观的和通常的时间是通过运动来进行的量度,我们通常就用诸如小时、月、年等这种量度以代替真正的时间”。爱因斯坦(德国科学家1879—1955提出狭义相对论和广义相对论)提出了更全面的“相对时间”概念,他指出:时间不能脱离宇宙及其事件的观察者而独立存在,时间是宇宙与其观察者之间的联系的一个方面。总而言之“时间是什么?”的问题实质上是探索时间的本质,它还需要科学家进一步研究和长期探索。好在对于时间的实际应用,按常规的“绝对时间”概念理解就够了,在特殊领域,有时需要给时间加上“相对时间”的修正。
时间在“流逝”,它只能以一个方向运动。我们可以从北京到西安,或者从西安到北京,两个方向都可以进行。但是当我们考虑时间的时候,即使是最笼统的方法也要按过去、现在和将来考虑。我们现在不能做过去的事情,也不能做未来的事情,只能做“现在”的事情。
时间总在“变化”,钟只有在走动时,才有效,如果钟停了,则无法判断时间。
时间是许多数学公式和物理函数中不可缺少的组成。它是导出大多数物理单位制的几个基本量之一,其他几个基本量是长度、温度和质量。然而,时间在某些方面与长度、温度或质量又有所不同。例如:我们能辨别距离,感觉到温度和重量。但是对于时间,我们看不到它、听不到它、嗅不到它,也尝不到它,而只能通过意识,或者通过观测它的效应来理解它。
大约五千多年以来,人类***在同“小时间”单位打交道,把日划分成时、分、秒,又把秒细分为毫秒、微秒、纳秒和皮秒。但是,人类同“大时间”尺度打交道,只是在不到三百年前才开始的。所谓大尺度时间,是指发生在过去很久、很遥远事件的时间。测定这些时间不能用“日”,也不能用“年”,必须用更大的单位。例如,考古学家用“千年”或“万年”为单位计算史前遗物;古生物学家和地质学家要以“百万年”为单位,分别研究人类祖先化石的年代以及测量山脉的年龄等。天文学家还使用“光年”(以光速飞行一年),来描述宇宙间星体的遥远距离。
在科学工作中当记录仪器参数时,需同时记录时刻。有时还要标注某一过程的持续时间。
“时间”包含着两层含义:“时刻”和“时间间隔”。前者表示事件发生的某个瞬间,后者是事件发生的“间距”。例如:有人问你:“音乐会什么时候开始?”,他指的是时刻。如果问:“音乐会要开多久?”,则指时间间隔。
通过测量两者频率差或时间差,以完成它们之间的精密时间测量。比如长波接收机输出的秒信号(做计数器关门信号),与标准秒信号(做计数器开门信号)测量,测量值为280.809 μs,根据所属关系,可以表述为:长波接收机所输出的秒信号比标准秒信号滞后280.809μs(读做:280.809微秒)。
三国时期徐整所著《三五历记》:“天地混沌如鸡子,盘古生其中。一万八千岁,天地开辟,阳清为天,阴浊为地,盘古在其中,一日九变,神于天,圣于地。天日高一丈,地日厚一丈,盘古日长一丈,如此万八千岁,天数**,地数极深,盘古极长。后乃有三皇。数起于一,立于三,成于五,盛于七,处于九,故天去地九万里”。这是很典型的关于宇宙起源的神话,宇宙从创生到现在,大约经历了1万8千年。
史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking,1942年1月8日—),英国**物理学家,在公众评价中,被誉为是继爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家之一。他提出宇宙大爆炸自奇点开始,时间由此刻开始,黑洞最终会蒸发,在对20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论的统一方面走出了重要一步。患有肌肉萎缩症的他,近乎全身瘫痪,不能发音,但1988年仍出版《时间简史》,至今已出售超过1000万册,成为全球最畅销的科普著作之一。
在古典物理学中,一般相信时间和空间,是一个独立于自然界的概念,可以**存在,但1915年,爱因斯坦发表广义相对论中提出,时间和空间并非绝对,不再是独立于事件的背景,人类对时间的看法出现革命性的转变。
1920年,埃德温·哈勃利用100英寸的望远镜观天时,发现恒星并非均匀分布于整个空间,而是聚集在称为星系的集团之中。他同时发现几乎所有星系,都出现红移现象,即它们飞离我们,而星系离开我们越远,飞离的速度亦越快。这项发现带来新的问题,在更早的时候,所有星系是否离我们更近,甚至有一个宇宙的开端。