文档介绍：§ 绝对时空观
§ 时间与空间
1、时间定义
时间定义是绝对的——时间一直向前“流去”,与物体的存在以及物理现象的发生毫无关系。我们无法降低或加快时间流动的速度,并且在宇宙中任何一个地方时间流动的情形都是相同的。因此在我们地球上一秒钟的间隔和其他星球上一秒的间隔是完全相等的,不管这些星球间是否有相对速度的存在。
时间只是依照特定的方法用标准钟量出来的具有单位的数字,时间单位是秒。
国际上对“秒”的定义:
第1次:人们是利用地球自转运动来计量时间的,基本单位是平太阳日。19世纪末,将一个平太阳日的 1/86400 作为一秒,称作世界时秒。
第2次:1960年“将1900年初附近,太阳的几何平黄经为 279o41’48’’04 的瞬间作为1900年1月10日12 时整,从该时刻起算的回归年的 1/ 作为一秒”。
第3次: 1967年定义“秒是铯133 原子基态的两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射的 9192631770 个周期所持续的时间”。
铜壶滴漏:古代的一种计时仪器(1316)年)
中国计量科学研究院铯原子束时间频率基准
2、空间定义
空间是绝对的——空间的存在是永恒的,与空间里是否有物质存在毫无关系。
我们假设空间是欧几里德空间:
例如空间内两点间最短的连线是直线;
或者空间内任意三角形的内角之和为180o。
在物理学上只是以一标准米尺用特定的方法比较或度量出来的且有一定单位的数字。
历史上,米是由于寻求通过巴黎的子午线从北极到赤道之间长度的某一适当分数而产生的,这长度的千万分之一定义为米。
国际上对长度基准“米”的定义:
第1次:1889年,第一届国际计量大会通过:将保存在法国的国际计量局中铂铱合金棒在0℃时两条刻线间的距离定义为1米,称为长度的实物基准。
第2次:1960年,第十届国际计量大会决定用氪86原子的橙黄色光波来定义“米”,。
第3次:1983年,第十七届国际计量大会通过:米是光在真空中1/299792458秒的时间间隔内运行路程的长度。(规定真空中光速值 c = 299792458米/秒。)
中国计量科学研究院633 nm碘稳定激光器作为复现长度单位米的基本装置
3、时间与空间的关系
时间与空间虽然是毫无关联存在着。
但是,如果我们把物体牵涉到里面,时间便似乎与空间有点关系,因为我们无法想象一个物体存在于空间内而不占据一段时间,或者一个物体存在一段时间但并不占据空间内某一位置。
美国物理学家兼哲学家 Bridgman 曾说过:“一个名词的真谛只能从人们如何用它看出来,而不在乎人们如何叙述它。”这便是科学定义一个名词时所抱的态度。即使我们都像科学家一样采用这种极其有效的方法,也不妨碍我们欣赏诗人、艺术家和作家对宇宙的不同看法。
时间尺度(秒)
物质的运动周期、寿命
1018
宇宙年龄
1017
地球年龄
1015
恐龙绝灭
1014
出现古人类
1011
人类文明史
109
人类的寿命
107
地球公转周期
106
月球的周期
时间尺度(秒)
物质的运动周期、寿命
104
地球自转周期
100
钟摆的周期
10-3
声波的周期
10-6
m子的寿命
10-8
p±介子的寿命
10-16
p0介子的寿命
10-19
S0超子的寿命
10-25
Z0 ( 中间玻色子) 的寿命