物質世界的時標體系：原來時間也有生死也有快慢！

一切事物都有生老病死，時間也不例如， 這是適用世間萬物的自然規律；

人的壽命如果以年計，現在的一些數據表明，人的壽命極限大概在115年左右，平均壽命大概是75歲左右，當然，不同國家、不同地區、不同環境下的不同性別的人的平均壽命稍有區別。

時間有起點也有終點

廣義相對論描述的，是物質本身如何與時空結構發生相互作用——換句話說，它描述的是萬有引力。萬有引力是大尺度上統治整個宇宙的力量——至少在1915年愛因斯坦提出廣義相對論時，這是科學界的共識。很快，愛因斯坦就把自己的理論應用到了整個宇宙，用來推演宇宙整體上的變化。

結果，廣義相對論推斷，宇宙要麽膨脹，要麽收縮，無法維持在一個狀態上恆定不變。這個結論其實很符合邏輯，既然世間萬物都在相互吸引，它們必定會越靠越近，除非它們原本是在向外擴散。

大約10年之後，天文學家埃德溫·哈勃發現，宇宙中絕大多數星系都在離我們而去，而且距離越遠速度就越快。這些觀測事實證明，宇宙確實正在膨脹。此脹意味著宇宙有一個開端，也意味著時間有一個起點。

如果逆著時間流逝的方向倒推回去，宇宙中的物質會越靠越近，密度越來越大，溫度也越來越高。最終，按照廣義相對論的預言，一切物質都將被濃縮到一點，密度無限大，溫度也無限高。

無論如何，到這個點為止，時間便無法再進一步向前追溯了。這便是世間萬物的共同源點，包括時間和空間在內。根據天文學家最新的觀測數據，從這個點爆開，也就是大爆炸至今，時間已經走過了138.2億年。那麼，在大爆炸之前，時間又流逝過多久呢？

時間流逝了多久，需要用時鐘來衡量——因為正如前面提到的那樣，游離於世間萬物之外的時間已經不存在了。這裡的時鐘，可以是鐘擺左右往複的擺動，可以是地球日復一日的自轉，可以是光子在兩面鏡子之間不停的反射，也可以是原子核中電子在不同能級間躍遷而產生的光子的頻率。總之，一切能夠標示出固定時間間隔的東西，都可以拿來充當時鐘。

然而，按照物理學家羅傑·彭羅斯在《時間的循環》一書中的說法，直到大爆炸後大約10微秒，質子和中子才會在宇宙中形成——在此之前，宇宙中完全不存在任何結構，沒有任何東西可以拿來起到時鐘的作用。那麼，時間流逝了多久，又有什麼意義呢？

如果時間就是時鐘測量的那個東西，而時鐘又根本不存在，那麼時間也就不存在。從這個意義上講，大爆炸根本就無所謂「之前」，因為連時鐘本身都是大爆炸之後才出現的。時間就始於大爆炸。

如果宇宙繼續以現在的趨勢加速膨脹下去，總有一天，所有結構，甚至連原子都會被宇宙膨脹給撕碎，時間也將不復存在了。

對於世間萬物來說，凡事有開端，就必有終結。那麽，時間會不會有一天也終結呢？

時間的命運似乎跟宇宙的命運息息相關，而宇宙的命運，根據廣義相對論，似乎取決於宇宙中到底有多少物質。如果宇宙中有足夠多的物質，它們施加的萬有引力說不定最終能夠逆轉宇宙膨脹的趨勢。在這種情況下，總有一天，宇宙會由膨脹轉爲坍縮，最終重新回到大爆炸起點那種無法描述的狀態之中，時鍾徹底消失，時間也就失去了意義。

人們曾認爲，這種情況很有可能發生，甚至有人提出：最終坍縮成的那個點，或許不知多少歲月之後，又會重啓新一輪的大爆炸。宇宙就這樣，在不斷循環的大爆炸和大坍縮之間輪回。從這個角度上說，大爆炸「之前」彷彿又有了些許意義，因爲盡管無法衡量之前到底有多久，但畢竟是先前的大坍縮造就了這一輪的大爆炸。

如果宇宙以現在這個趨勢加速膨脹下去的話，大坍縮就肯定不會發生了，取而代之的將是大沈寂。宇宙永遠膨脹下去，變得越來越空曠，越來越昏暗。盡管時間永遠不會終結，但它會變得越來越沒有意義。宇宙會遭遇「熱寂」——這是一種平衡狀態，其中發生的任何過程都會很快複原。到時候，過去和未來的分界將不會像現在這樣明確，時鍾也會越來越模糊不清。

時間的流逝有快有慢

子在川上曰，逝者如斯夫，不舍晝夜。

時間就是那條奔流不息的大河，從「過去」流經「現在」，不作片刻停留，便又朝著「未來」滾滾而去。這大概是早在文明啟蒙之初，人們就已經明白的常識。彷彿冥冥之中有這樣一口時間之鐘，我行我素地滴答作響，不受外界任何打擾，既沒有開端，也不會終結。

而世間的萬物，從誕生到興盛，從衰敗到消亡，再到下一次可能的重生，都在時間之鐘的滴答聲中，遵循著統一的步調翩翩起舞。從這個意義上說，時間也是這個世界上最慷慨、最公平的東西。不論榮華富貴還是一貧如洗，也不論身強力壯還是老弱病殘，從日出到日落，再到下一次日出，每一個人分配到的時間，都是一樣多的。

問題是，果真如此嗎？

按照愛因斯坦狹義相對論，對時間（包括延緩和同時性）的測量是相對的，它取決於觀察者的運動。只要你和我之間存在相對運動，時間在你和我身上流逝的速度就會有所不同。在你看來，我的時鐘上指針轉動的速度變慢了；同樣，我也會看到你的時鐘走慢了。當然，由於運動而產生的時間流逝變慢現象，只有在速度接近光速時才會表現明顯。

愛因斯坦有兩個基本的假設：

相對性原理：自然規律在所有慣性（勻速直線）參考系中具有相同的數學形式。（想像一下，如果你在陸地上能立定跳2m距離，在一條勻速行駛的船的船艙內，朝向或逆向於船行駛方向，你也可以跳相同的距離。如果你在船上以5米每秒的速度相同於船的行駛方向奔跑，你的速度相對於陸邊的不動的觀察者而言，你的速度是船行駛的速度加上你奔跑的速度）。

光速不變性原理：真空中的光速相對於任何慣性系沿任何一方向恆爲C，並與光源的運動無關，也就是光的運動不服從速度合成定理。；

從表面來看，光速不變原理和相對性原理的速度疊加原理似乎有所矛盾。愛因斯坦腦洞大開，頭腦中有了一個思想實驗：

想像一束光從桅杆頂部射向甲板。在船上的觀察者看來，光束運動的距離精確等於桅杆長度。但是陸地上的觀察者卻認爲，光束運動的距離是桅杆長度與船在這段時間（即光從桅杆頂端運動到桅杆底部的時間）內向前走過的距離（這是一條 快船）的疊加。在兩個觀察者看來，光速都是一樣的。陸地上的觀察者發現，光在到達甲板之前又向前運動了。換句話說，同樣的事件（從桅杆頂部發出的光束抵達甲板）從陸地上看要比從船上看花費更多的時間。（想想速度=距離/時間，速度不同，距離增加了，唯一的解釋是時間延長了）

如果把廣義相對論也考慮進來，情況只會變得更加複雜。廣義相對論預言，物質本身就會影響時間的流逝——因爲質量會産生引力，而引力會使時鍾變慢。舉例來說，同樣是在地球上，海拔越高，地球引力就會越弱。因此，海平面上的時鍾走得就會比世界最高峰——珠穆朗瑪峰頂上的時鍾稍慢一些，每秒鍾要慢大約萬億分之一秒。

所以，相對運動還有引力都會導致時間變慢。

如果對時間的測量是相對的，那麽對空間（比如距離和長度）的測量也是相對的。然而，兩者之間又有一種聯合，即所謂的「空－時」，卻在任何慣性系中都保持不變。類似地，像光速這樣的東西也保持不變。

思想實驗真是一個有趣的東西，愛因斯坦高深的狹義相對論和廣義相對論的形成都有形象合理的思想實驗。所以如果我們經常來幾下思想實驗，說不定腦洞大開，然後有驚人的理論發現。

速度改變了時間，時間改變了你。

時間真是一言難盡，生死面前人人平等，時間卻沒有統一，變得支離破碎。

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