298 字解讀時間

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去年,在首屆 火焰挑戰賽, 艾倫·阿爾達和石溪大學傳播科學中心挑戰科學家向 11 歲兒童解釋火焰是什麼。今年,主題是時間。特別是,我們被指示以 11 歲兒童能夠理解、感興趣甚至覺得有趣的方式回答問題——“什麼是時間?”。書面參賽作品有 300 字的字數限制。這是我的投稿。

“我們生活在超現實的時間裡” 攝影:flickr 使用者 garlandcannon。

在某些方面,時間是一個方向。某些過程只能朝一個方向進行。你可以將巧克力糖漿攪拌到牛奶中,但是一旦它們混合在一起,無論攪拌多少次,也無法將糖漿從牛奶中分離出來。


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自然界的一條基本定律是熵——系統中無序的程度——隨時間增加。一杯牛奶巧克力,牛奶和巧克力顆粒混雜在一起,比一杯牛奶放在一勺巧克力糖漿旁邊更無序。用更專業的語言來說,將糖漿攪拌到牛奶中增加了系統的。未來是熵增加的方向,過去是熵減少的方向。

這種時間概念有一個很大的侷限性:它可以說我做牛奶巧克力之前吃了西蘭花,但它無法說明是五分鐘前還是三年前。

從物理學的角度來看,確定兩個事件之間流逝的時間量不僅僅是找到一個好的秒錶的問題。愛因斯坦的相對論表明,我們許多關於時間的本能概念是錯誤的。時間不是一個普遍的度量標準。相反,觀察者相對於事件的速度相對速度會影響似乎流逝的時間量。

我們人類通常不會以相對於我們觀察到的事件而言的快速移動,因此這些效應對我們來說是無法察覺的。但是,如果你以接近光速(約每小時 6.7 億英里)的速度飛過我的窗戶,你就會看到我慢動作地製作牛奶巧克力。

相對論意味著我們可以製造時鐘來測量地球上和地球附近發生的事件之間的時間,但這些時鐘是基於我們,而不是宇宙的基本屬性。

在寫完這篇文章後,我意識到我把它安排在了大多數美國人切換到夏令時的那一天。相對論未能解決我們在三月第二個星期日的凌晨 1:59 到凌晨 3:00 之間的一分鐘內經歷的時空不連續性。

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