時鐘

它們的起源是現代物理學中最深刻的問題之一

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日晷和水鍾與文明一樣古老。機械鐘錶——以及與之相關的“時鐘”一詞——可以追溯到13世紀的歐洲。但這些裝置所做的一切,自然界早已做到。自轉的地球是一個時鐘。分裂的細胞是一個時鐘。放射性同位素是時鐘。因此,時鐘的起源不是歷史問題,而是物理學問題,而問題就從這裡開始。

你可能會天真地認為時鐘是告訴時間的東西,但根據現代物理學的兩大支柱,時間不是你可以衡量的東西。量子理論描述了世界如何在時間中變化。我們觀察到這些變化並推斷時間的流逝,但時間本身是無形的。愛因斯坦的廣義相對論更進一步,認為時間沒有客觀意義。事實上,世界並沒有在時間中變化;它是一個巨大的靜止時鐘。這個令人震驚的啟示被稱為凍結時間問題,或者簡稱為時間問題。

如果時鐘不告訴時間,那麼它們告訴什麼?一個主要的觀點是,我們感知到的“變化”不是時間上的變化,而是宇宙組成部分之間的一種模式——例如,如果地球在其軌道上的某個位置,其他行星也在其軌道上的特定位置。物理學家朱利安·巴伯在去年的基礎問題研究所徵文比賽的獲獎作品中發展了這種時間的關係性觀點。他認為,由於宇宙模式,宇宙的每一部分都是整體的一個縮影。我們可以用地球的軌道作為參考來重建其他行星的位置。換句話說,地球的軌道充當了一個時鐘。它不是告訴時間,而是告訴其他行星的位置。


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根據巴伯的推理,所有的時鐘都是近似的;一個系統的任何一部分都無法完全捕捉到整體。任何時鐘最終都會跳過一拍、倒退或卡住。唯一真正的時鐘是宇宙本身。從某種意義上說,時鐘沒有起源。它們一直都在這裡。它們使“起源”的概念成為可能。

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