時間停止了物體就靜止嗎?
換句話說,光子在四維空間運動,從A到B不需要時間嗎?如果光子是四維空間一個點,就一定有時間坐標描述,那運動的光子時間坐標是什麼?固定的?
Minkowski space
閔可夫斯基時空「光子」當然有時間坐標的,不是固定的。在狹義相對論的框架下,連坐標系都是相對的,做坐標變換的時候用的是洛倫茲變換,跟大部分人的直覺不一樣,所以並不會產生矛盾。
如果你想要「理解」狹義相對論,建議真正學習一下,看看物理學裡是怎麼講的,千萬不要看完科普書以後自己「哲學思辨」,否則很容易變民科了。
狹義相對論的數學基礎並不是很複雜,難度大概是本科一年級水平。
但是只學狹義相對論,不能處理非慣性系的情況,所以很多人產生了類似 雙生子佯謬 的想法,而以為「推翻了相對論」。因而,如果你真的感興趣,還是學一下 黎曼幾何 然後真的學一下 廣義相對論 難度大概是大學本科三年級水平。所謂的學會,就是自己從數學上真的了解這個模型是什麼,怎麼推導,為什麼是邏輯自洽的,怎麼解釋了該理論之前的現實實驗,利用數學推導產生過什麼反直覺的推論,被哪些實驗證實。如果不想學,或者學不會,建議不要想太多,強烈建議不要「哲學思辨」,否則「一秒變民科,我厚住全場」……
祝學習愉快!對於這個問題,首先要定義出什麼是「靜止」。我所理解的「靜止」,指的是動量為零。那麼在經典物理中,顯然時間停止了,經典物體也可以並沒有靜止。他仍然包含著動量。而對於光子,從相對論的角度來看,我就認為你說的時間停止就指的是四維時空中把時間坐標定住了吧。嗯,沒錯,和其他的東西一樣,它也沒有靜止下來,它的動量永遠是hbar*k。這裡的k是一個跟波長有關的量。在量子力學的角度來看,你說的時間靜止我就理解為不含時的系統吧,於是波函數的分布是不變的。在量子力學的框框裡面,動量若為0,那坐標必然是一個完全無法確定的量,可以說分布在整個光錐裡面。若在該時刻你測量了它的位置,它的動量也立刻變成一個完全無法測量的量,於是下一時刻它可能跑到光錐中任何一點。
說的有點迷糊,樓主若沒有理解可以評論我具體某句話。
答案:是。
非要解釋一下的話,那麼請看:
時間是虛位移。可將時間(t)軸類比於x,y,z軸思考。先看不含時的三維空間(x,y,z)。z軸坐標固定的話(z=z1),某個點P就只能位於在(x,y,z1)這個平面上的某點(x1,y1,z1)。
類似的,再看含時間軸的四維空間。時間(t)軸坐標固定的話(t=t1),某個點P就只能位於(x,y,z,t1)這個空間(可以理解為三維的「平面」)上的某點(x,y,z,t1)。那麼這個點P能不能在(x,y,z,t1)這個三維平面上來回移動呢?不行。移動的話就代表超光速。違背了任何粒子都不能超光速運動這個嚴格的物理定律。
再看,光子能超光速么? 不能。所以它的坐標是固定的。
再看,點P的坐標是唯一的么? 當然是。點模型不就是因為只有一個點才能叫點模型么。再看,這個光子完全符合點模型么?不完全符合。點模型是理想模型。
再看,那光子的坐標是唯一的么?可以同時在有幾個坐標么?比如,光子同時位於(x1,y1,z1,t1)和(x2,y2,z2,t1)的情況是否存在?
這是一個有趣的問題。首先,我們在什麼情況下才能知道光子的位置呢?(其實這個問題等價於,光在什麼情況下才有位置?)答,在被測量的情況下。學過量子力學的都知道,測量過程態會坍縮到一個本徵態上,僅對應一個本徵值。這個唯一的本徵值就是光子唯一的坐標。換句話說,僅在被測量時,光子才有唯一的坐標。再看,那麼我們不測量的時候光子的坐標又是什麼?是bullshit。不觀測的情況下討論觀測值的行為都是耍流氓。不測量的時候光是波動方程的解——波。只有點模型才有坐標,波哪有什麼坐標可言。當然,光子於(x,y,z,t1)這個空間處處存在,這種說法也沒錯。這不就是量子力學路徑積分的思想么——同時經過所有可能的路徑。
總結一下,
1)時間停止則物體靜止。因為物理不允許超光速。2)光子的四維坐標,被測量時(x1,y1,z1,t1),未測量時分布在(x,y,z,t1)全空間(三維平面)中。因為,測量導致坍縮到一點,不測量時 光是無處不在的概率波。3)假如有超光速的物體存在話,上面的推導作廢,哦不止,整個物理體系都要作廢。4)運動的光子還用說么.. 該怎麼動怎麼動啊。是物體完全靜止了 時間就停止了
問題和描述之間完全沒有關係啊!
我發現有很多人只是因為覺得時間、光速這些概念很酷,就把得知的一些片面甚至錯誤的理論,和自己陳舊的觀念結合起來,推出一些聳人聽聞的結論或悖論。在我看來這是很遺憾的現象,因為物理學不是這麼功利的學科,它恰恰需要科學和哲學的思維。如果真正深入去思考,就會發現自己那些奇怪的結論,在論點、論據、論證等任何方面都是不靠譜的。順便說下,我只是普通的物理愛好者,高中以後就沒繼續接觸物理學了。以下回答是基於我幾年前的理解,而不是客觀正確的。回到正題,先看問題「時間停止了,物體就靜止嗎?」
那麼如何定義「時間」呢?
維基百科裡的定義是:時間是一種尺度,藉此事件發生之先後可以按過去-現在-未來之序列得以確定(時間點),進而事件之間之間隔長短亦得以衡量(時間段)。英文版:Time is a dimension and measure in which events can be ordered from the past through the present into the future, and also the measure of durations of events and the intervals between them.
翻譯成容易理解的話就是:時間是用來確定從過去到未來的事件順序,並衡量它們之間的間隔的尺度。於是回頭看看「時間停止」。
時間停止了,也就意味著在這個過程中發生的事件是沒有時間間隔的。假設這種現象真的存在的話,在時間停止的過程中,不會有「新」的事件發生,因為在那段期間,所有事件都是同時發生的。所以如果在停止的瞬間,「物體 A 運動到了 x 位置」這個事件發生了,那麼在停止的過程中,就不會有「物體 A 運動到了 y(y ≠ x) 位置」事件的發生,因為它們是互斥的。如此看來,「如果時間停止了,那麼物體就靜止了」在邏輯上似乎是對的。不過先別高興得太早。
我們再來看看時間停止能得出的另一個推論:時間停止的整個過程是沒有持續時間的。這意味著「時間還在繼續」、「時間停止」和「時間又繼續了」這三個事件會同時發生,因為時間停止的持續時間是 0。從邏輯上來說,時間的停止和繼續是互斥的狀態,就像一個開關,你不能同時關閉和打開它,這也就推出了一個矛盾。但也別急著認為「時間停止」不存在。
上述結論的前提是時間是絕對的,即任意慣性系的時間尺度都是相同的。而按照相對論的說法,時間是相對的。粗略來說,狹義相對論認為一個物體的運動速度越接近光速,那麼它的時間尺度越長。舉例來說,如果你以接近光速的速度奔跑,那麼你的時間流逝會比在地球上低速運動的普通人慢很多。說到這裡,順便列一下很多人對相對論的三個常見誤解:- 我以接近光速的速度奔跑,那麼我就長生不老了。對其他低速觀測者而言,他們能觀測到你的壽命變長了。但對你自己而言,在你自己的時間尺度上,你仍然是幾十年後就死了。也就是說,如果你主觀感受到的一秒是「嘀嗒」一下的時間間隔。假設你低速運動時,一生能感受到 25 億次「嘀嗒」;那麼在高速運動時,也只能感受到 25 億次「嘀嗒」,但低速觀察者在這期間內可能感受到了幾百億次「嘀嗒」。好比「天上一日,地下一年」。你在天上感受到的一天的時光,地上已經過了一年。你在這一天中,仍然只能做一天的事;只是別人覺得你一天的事,花了一年才做完。
- 我達到光速,時間就靜止了;我超過光速,時間就倒流了。實際上狹義相對論的推導是基於洛倫茲變換的。看看這個方程組中的一個方程:
- 我拿兩個手電筒朝相反的反向照出去,它們射出的光的速度差能達到兩倍光速。狹義相對論有個基礎公設叫作光速不變原理:無論在何種慣性參照系中觀察,光在真空中的傳播速度相對於該觀測者都是一個常數,不隨光源和觀測者所在參考系的相對運動而改變。以某一束光為慣性參照系來觀察與它相反的另一束光,測出來的速度也是一倍光速。高中物理就有如何計算這種高速運動的相對速度的公式,我就不列出來了。
雖然這些看上去都很難理解,但其實只是你的思維被限制了。
從時間是相對的和光速是不變的,以及速度乘以時間等於距離,我們能推出長度也是相對的。如果你在某個慣性系裡用一秒的時間跑了 60 萬千米的距離,那麼我只要把千米的定義擴大一倍,你就仍然只跑了 30 萬千米了。而實際上,米就是拿光速來定義的。這就好比法律規定一元的汽油能跑一千米。發改委想漲油價,但又不想違法,就把千米的定義給縮短了。好吧,又扯遠了。先假設你看不懂太理論的東西吧,繼續說普通人能看得懂的。
回到前面的問題,「時間停止」還有一種方式是一個慣性系的時間停止了,而另一個慣性系的時間還在繼續。這種方式主要來自於上面的第二個誤解,即「我達到光速後,在我看來其他慣性系的時間是不是停止了?」按照前面的解釋,讓自己變快從而使其他人時間靜止在理論上是不成立的。那就只好不擇手段地讓某個慣性系的時間停止了,不管它是怎麼實現的,反正它現在就是停止了。
而在另一個慣性系的時間並沒停止,所以這個慣性系的觀測者能繼續觀測到新的事件,例如「物體 A 從 x 運動到了 y(y ≠ x) 位置」。而那個停止的慣性系在時間繼續後,會觀測到「物體 A 在 x 位置」和「物體 A 在 y 位置」同時發生了。當然,我們還能找出很多不合理的現象,但這些都不是物理學所要解決的問題了,而只是一個哲學問題而已。在這種情況下,雖然某個慣性系的時間停止了,但物體並沒靜止。至於最終的結論,我就不總結了。對我而言,物理學的樂趣是去享受這個思辨的過程,而不是得到一些嘩眾取寵的結論。
再來看問題描述。
問:光子在四維空間運動,從 A 到 B 不需要時間嗎?
答:需要。如果是真空的話,花的時間是 A 到 B 的距離除以光速。問:如果光子是四維空間一個點,就一定有時間坐標描述,那運動的光子時間坐標是什麼?
答:就是時間點啊。有興趣可以去看看光錐。
最後,如果對物理學感興趣的話,可以讀讀斯蒂芬·霍金的作品,例如《時間簡史》、《果殼中的宇宙》等。書有點貴,可能一些大學的圖書館裡也能借到吧,我就不打廣告了。沒有運動就沒有時間。
首先我們引入兩個概念:
1.在光速運行時,處於這個運行狀態的感受時間是靜止的2.物體的靜止是相對,運動是絕對的。概念1.「在光速運行時,處於這個運行狀態的感受時間是靜止的"
這時我們可以去發現, 時間是物質運動過程的順序和持續性的表現。也就是說,時間是運動的表現。光速運行為什麼時間靜止?
我們來引入超音速這個東西: 突破音障之後,聲音的傳播速度嚴重滯後于飛機的自身速度。所以聲音傳達不到運動者耳中,但觀察者可以聽到。
超光速時,運動因為傳播速度滯後於超光速運動本身,這時時間便會倒退。但這只是概念,而且理論上是不可行的。那麼光速時,相對於運行者便是時間是靜止的。現在我們來解釋靜止:物體的靜止是相對,運動是絕對的。
運動是絕對的,因為觀察者的不同而導致,有些看起來是靜止,有些看起來是運動。比如一個人坐在火車上,在站台看的人,他是運動的,可是他自己看自己是靜止的。
因為觀察者的不同,運動的矢量方向便不相同。好我們綜合歸納一下,時間靜止是光速運動。物體的靜止是相對靜止。
因此,時間的靜止相對於光速運動中的人是靜止,而對於觀察者是運動------------------------------------------------
最後對於時間是個基本概念我解釋不了。提供兩個關於時間是不是客觀存在的想法:
時間是抽象概念,唯心論他便可以否定其存在,因為測量不了。。唯物論:一些人猜測普朗克時間,是最小時間單位。即10E-43秒(即10^-43s),沒有比這更短的時間存在。
對於我,我支持時間客觀存在, 因為我們客觀可以通過觀察感受時間的流逝。
基於我們的三維物種沒感官可以去感受時間這個概念的長短,就像二維物種是看不到高度這個軸,我們不好去判斷時間存不存在。質量和速度是可以轉換的,方才是E=MC2。這個你們都知道原子彈吧?原子彈的原理是基於這個發明的。時間是記錄物體變化的。 如果物體不再變化,時間還需要存在嗎?
拋個磚,等待專業人士回答
「時間」是什麼?如果時間定義為對系統熵增的描述,或物體變化的描述,那麼物體(包括其微觀)不變的系統,時間是靜止的。時間本來就是個錯覺,是個假設,是不能單獨存在的。人為了理解這個世界才創造並接受了時間這個概念。假如一定要問時間停止會發生什麼情況,結果就是一切都不存在了。
首先你要搞清楚什麼才是時間,鐘錶究竟在度量著什麼?天平度量的是麵粉的質量,量瓶測量的是液體的體積,米尺度量的是布料的長度·····然而時鐘是在度量這什麼呢?它是在度量一種看不見的抽象的東西:「變化」。
其實當我們談論時間流失的時候不是在用另外一種方式談論變化么?想像我們在沒有鐘錶的時候是如何感受時間的流失的:朝窗外看是我看見一片樹葉在微風中晃動,一隻鳥落在樹枝上又飛走了,聽到路上騎車馳騁而過的發動機轟鳴聲,我們閉上眼睛,捂住耳朵,還是能夠感覺到馳騁的思想····
這些所有都在提醒我們時間在流逝,換句話說,我們通過變化來感受時間,時間的流逝和變化就是一回事,用專業點的話語來描述,時間的流逝和物質的運動就是一回事。
所以你的問題就有很好的回答了,當所有物質都靜止之後,就沒有所謂的時間流逝了,而並不像你所說的時間停止了物質就靜止了,注意因果
回過頭來我們再來思考時間能夠靜止么?首先我要提出一個概念,就是時間的速率。什麼叫速率?想像我們是如何測量其他物質的速率的,比如一輛行駛中的汽車,它的速率為它所走路程對時間的導數,一壺水加熱的速率為它溫度上升對時間的導數,而時間的速率應該為什麼呢?它自身對時間的導數,那麼它的速率永遠為1,得到時間永遠不會改變的結論,五分鐘不再是五分鐘又會是多久呢?(這個思想是英國利茲大學哲學教授普瓦德萬的,我覺得和相對論之間有很大的矛盾,但至於它錯在哪裡,我也說不清楚)這個問題和描述本身就不正確 四維空間的參考量未必是空間和時間的集合 所以簡單地說在四維空間中的運動是不嚴謹的
運動的概念一般使用以空間尺度為坐標的三坐標參考系,加入時間變數以後形成所謂的運動,因此在一般宏觀層面上時間和空間是相互依存的。沒有時間空間即無意義。但是時間的概念並不簡單,樓主可以參考統計力學及熱力學中對時間的討論。鄙人認為在上述範疇內對時間的探討更為接近本質。
說回時間和空間,時間的意義更多地在於對態的描述,這一點可以簡單地從含時薛定諤方程得到印證。
另:所謂空間,在物理中的定義一般採用數學定義,現實世界的三維空間只是其中之一。我不知道答案是什麼。但我可以肯定的說,任何簡單給出是或否的答案都是民科。
原因很簡單,目前沒有實驗能讓時間靜止,也沒有實驗能讓光子減速。
也許有理論模型能預測,請給出鏈接。
反證:如果時間靜止了,物體沒有靜止,那麼同一時間,同一個物體就在多個地方同時存在了那麼問題來了,一個物體可以同時存在於多個位置嗎?
有變化才有時間,沒有變化,時間就沒有意義。
靜止的反面是運動,而運動是相對的。所以,所謂的靜止,其實也是相對的。當然,如一個物體在做直線運動,那麼在觀察方向和運動方向一致的情況下,是無法觀測到運動的。這就會使人產生錯覺或誤解。所以,對於三次元的我們來說,如果你發現某個物體靜止,要麼是你相對物體靜止,要麼是你的觀測維度太低,人家其實在你觀測不到的維度上運動。
假設時間靜止。我們拿什麼做參考的呢?所以物體不一定靜止。(專業非正經解答,漏洞期待挖掘)
時間不可能停止;只可能無窮接近光速、物體不可能停止;只可能無窮接近絕對0度。
設物體速度為V,由狹義相對論其質量為M=m/(根號(1-(v/c)^2)).就是運動質量M等於其靜止質量的1與其速度v和光速c的平方的差的開方的倒數倍。當v=c時,運功質量為無 限大。再由動能公式0.5Mv知其動能為無限大。就是意味著要把一個物體連續的加速到光速,需要無限大的能量。但要說明一下。在量子力學上的粒子是有機會可以超過光速的。但絕不可以等於光速。絕對零度可以用熱學第二定律來解釋。試想當其為絕對零度時,它的原子內各種活動都停止了。
根據相對論光速是不可被超越的。如果光速被超越,那麼在那個參考系中看你你就是不會老去,時間靜止。如果超越光速根號下u方- c方就是虛數,不能理解時間會變成什麼樣。速度是對於運動的描述。運動是對於時間的空間變化。如果時間的狀態不是線性,運動就不是我們理解的那樣(個人懷疑時間不是線性)。
對於溫度,是物體的能量的一種體現。絕對零度的定義就是在這個溫度下布朗運動停止。此時內能理論為零。根據唯物主義,運動是物質存在的方式,運動停止,物質不再存在。可能要考慮原子之間的相對勢能。也就是說絕對零度也就是沒有內能,當沒有內能的時候,物體會無條件地釋放能量,含有的所有能量,使得絕對0度達不到,那麼光子的能量也被迫釋放,換言之,光子通過絕對0度地帶是,光線會減弱,溫度也會升高,也就是說,有光子就沒有絕對0度,有絕對0度就不可能有光子某熱學不好,技窮於此。額。。。這個問題感覺好顛倒啊。時間就是萬事萬物的變化,如果所有同時停止運動變化那自然也就是所謂時間停止。
理論上達到絕對零度原子分子等的運動是停止的,也就是光也是靜止的,或許此時便是時間靜止吧,
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