我們經常用“一寸光陰一寸金”來表示時間的重要性。可“時間”這個看不見摸不著的物質究竟是什麼呢？

古人把一天劃分為12個時辰，然後用地支為每個時辰命名。最初人們用圭表觀察時間變化，後來，人們用水滴滴漏產生的液位變化作為計量時間的標準。直到北宋時期，人們把時辰又分為了“初”和“正”兩類，於是12個時辰又演化成了24小時。

那麼時間究竟是什麼東西？為什麼愛因斯坦和牛頓對它都有不同的理解？時間的真相為什麼不被人類接受？

時間是什麼？

時間是一種參照標準，是一種尺度，是物理學裡面七個基本物理量之一。時間在物理學中的定義是標量，包括了時刻和時段兩個概念。時間可以標定事件發生的先後順序，比如7:00吃早餐，12:00吃午餐，20:00吃晚餐。這樣具體的一個時間點就是時刻。時間也可以用來衡量事件發生的時間以及事件之間的間隔長短。

各年齡段的人都有制定時間計劃表的經歷

各年齡段的人都有制定時間計劃表的經歷

時間是物質發生變化、移動的持續性和順序性的表現。人類一般用時間來描述物質運動或者事情發生過程。比如，我們說“張三用一下午的時間完成了一項工作”，就是說在張三在一個時段內，持續性在做某一件事情。

除了物理學，時間也被廣泛地運用於天文、哲學、歷史等領域。比如天文學中，將光運動1年的時間產生的距離稱之為光年。哲學中也有關於永恆、有限和無限之類的字眼來界定時間範圍。歷史上發生的重大事件更是會有一個明確的時間記錄。

牛頓：絕對時空

17世紀，牛頓的多項研究結果為人類物理學進步做出了巨大貢獻，其中最矚目的研究之一就是絕對時空。牛頓在《自然哲學的數學原理》一書中，表達了自己對絕對時間和絕對空間的理解，後人把這個觀點稱之為牛頓空間觀。

在牛頓眼裡，絕對時間和絕對空間是兩個獨立的概念。

絕對時間不會因為外力或者人類的觀察發生改變，而相對時間會因為外力作用或者觀察者發生改變。絕對時間是無法用任何工具或者儀器能夠測量的，人類也無法感知絕對時間的具體節點。只能透過物體的移動觀測到時間的變化。

比如，一人跑100米花費了15秒的時間。我們用計時器認為開始的時間是0，結束的時間是15。但在絕對時間裡，我們既不知道他在絕對時間的哪個節點開始，也不知道他在絕對時間的哪個節點結束。我們所觀察到的15秒只是絕對時間裡的一段時間差。

絕對空間不會因為外界作用或者觀察者發生改變，相對空間會因為外界作用或者觀察者發生改變。相對空間具有可以改變的緯度，我們一般用具體的座標位置來描述。

比如，一個物體在受到一個力的推動時，就會因為力的大小不同而發生不同的距離位置變化。不論這個物體是在一維空間發生運動還是在二維空間發生運動，觀察者只是在一個合適的範圍內，取了一個足夠的自由度去描述這個物體而已。

一維空間~五維空間

一維空間~五維空間

牛頓還藉此引申出了絕對運動的概念。他認為絕對時空中的物體都有一個對應的絕對時空的運動狀態。在這樣的狀態下，所有的物體不是絕對的靜止狀態，就是有著絕對的速度存在。

愛因斯坦：時間相對論

十九世紀，愛因斯坦提出了時間相對論。他認為，在兩個物體同時運動的狀態下。一個運動速度快，一個運動速度慢。對於速度快的物體而言，時間就變慢了。比如兩個人在跑步的過程中，對時間變化的感知是不同的。跑得快的那個人，就會覺得時間變慢了，而跑得慢的那個人則會覺得時間太快了。

在時間相對論的基礎上，愛因斯坦還提出來著名的雙生子佯謬。雙生子佯謬是愛因斯坦做的一個思想實驗。內容具體是這樣的：如果有一對雙胞胎，弟弟坐上了速度接近光速的宇宙飛船去了外太空，哥哥則在地球繼續生活。等弟弟從外太空回來的時候，他會比地球上的哥哥年輕得多。

假如雙胞胎中的哥哥在地球上待了五十年，那麼在接近光速運動飛船上生活的弟弟則像是過了三十年。因為弟弟運動速度太快，在相對的時間裡，弟弟的時間就變得更慢。

這種理論並非誇大其詞，因為後來科學家透過實驗證明了這種說法的正確性。科學家發現，地球的大氣層上有 “渺子”存在，但是因為時間膨脹，“渺子”的時間變慢了，所以在到達地球的時候還沒有發生衰變。

按照愛因斯坦狹義相對論的理念，不論兩個人處於什麼樣的運動狀態，這兩個人觀察到的物理定律都是一樣的。在這樣的時空裡，沒有可以用來參考的絕對座標。不論是地球和太陽之間，還是火箭和探測器之間，所有物質的運動都是相對的。

牛頓認為時間和空間都是絕對的，但速度是相對的。但愛因斯坦認為，光速恆定不變，所以是絕對的，但時間和空間是相對的。而且三維空間和一維時間是牢牢鎖定在一起的，它們一起組成了我們現在所處的四維空間。

雖然牛頓和愛因斯坦對時間的理解各不相同，但他們表達的意思有一點相同，那就是：我們每個人感知時間的變化和流逝，完全取決於個人主觀感受，所謂的時間其實只是人類的錯覺。

閔可夫斯基時空

一直以來，我們都覺得時間的流逝對每個人而言都是公平的，但是牛頓和愛因斯坦竟然運用絕對和相對的概念重新定義了時間對於人類的意義，世人並不願接受真相。所以很多科學家繼續對時間概念加以探索。

1909年，也就是愛因斯坦提出時間相對論的三年後。俄裔德國數學家閔可夫斯基提出了一種新的觀點，這種觀點被後人稱之為閔可夫斯基時空。

閔可夫斯基時空裡，光速不論在任何參考體系裡都是一個恆定不變的數值，但時間和空間緊密地結合在一起。

閔可夫斯基提出的這個理念遭到了很多人打擊，大家認為他的理念只是透過數學方式重新解讀了狹義相對論，沒有任何創新意義，而且沒有表露出物理層面的重要意義。就連愛因斯坦本人都對此嗤之以鼻。

1912年，愛因斯坦構思廣義相對論的時候，因為引力作用無法納入論據而糾結不已。直到這個時候他才發現閔可夫斯基時空的巧妙之處，發現了數學公式中可以將引力納入其中。於是愛因斯坦對閔可夫斯基的時空發生了巨大的改觀，高度評價閔可夫斯基提出來這個唯一而絕對的時空。

時間究竟是什麼？

1963年，一篇刊登在《科學美國人》上的文章引起了朱利安·巴伯的注意。文章內容是英國物理學家狄拉克對愛因斯坦三維空間＋一維時間的觀念進行深入分析，年僅26歲的劍橋大學研究生朱利安·巴伯開始思考：時間究竟是什麼？

挑戰時間的物理學家——朱利安·巴伯

挑戰時間的物理學家——朱利安·巴伯

1999年，朱利安·巴伯把自己對於時間的思考寫成了《時間的終結》一書。他認為，時間只是一種幻覺，如果在宇宙如何執行這個領域談論時間，根本毫無意義。大家對這本書褒貶不一，但創造出“黑洞”一詞的物理學家惠勒說：“如果柏拉圖和亞里士多德讀過這本書，他們可能仍然在討論它。”對這本書給予了肯定。

2020年底，83歲的朱利安·巴伯再次出版了一本關於時間的書籍《雅努斯點》。他認為宇宙大爆炸可以看作是雅努斯點，以宇宙大爆炸中心，時間既在向過去流動，也在向未來流動。所以時間並不是一個單一的方向。

在大多數人眼裡，時間是一個一個單向流逝的事物。花有重開日，人無再少年。時間過去就不會重來，所以對每個人來說都極其寶貴。但從物理學的角度來說，時間是過去、現在以及未來的結合體，人類感知和理解的時間只是一個錯覺。

產生這種錯覺是因為人類對時間的認知停留在觀察到的表象上，再加上人類有一定的記憶和固化的思維模式，所以人類對時間的感知和評價並不客觀。

對時間的不同看法

關於時間的定義和理解，科學家們始終有著不同的看法。有物理學家認為，時間並不是單向流動和恆定不變的。如果發生宇宙大擠壓，時間甚至會逆轉，宇宙裡面的所有物質發生的變化，都會像“倒放鏡頭”。

也有物理學家認為有“單元宇宙”的存在。單元宇宙是指：時間和空間緯度繫結在一起，這樣的空間可以用“時空”來描述。時空裡的過去、現在和未來都是同時存在的，它們只是組成整個世界的不同單元。

麻省理工學院的物理學家麥克斯·德格馬克認為，時間也有可能是一個三維狀態，三維的時間裡，事情會因為時間的變化而產生變化。時間也有可能是四維狀態，四維的時間裡，就存在密切相關又互不交集的單元宇宙。

在大多數人眼裡，過去的事情已經發生了，而且無法逆轉，現在的事情正在發生，可以人為干預，而將來的事情還沒有發生，所以並不存在。但是按照德格馬克的觀點，不論人為如何幹預，過去、現在以及將來都已經存在。我們之所以會有那樣的誤解，是因為人類的記憶讓自己有種莫名的“自信”，所以按照慣性思維覺得過去就是一種記憶。

看到各位物理學家對於時間的看法和理解，我們是不是對時間有了一個更深層次，或者說是另一種角度的認知？也許時間真的是人類的幻覺，不論你是否願意接受真相，它都依然存在。對我們短暫的生命而言，如何在有限的生命中學習到更多的知識、做出更多的奉獻、享受到更多的快樂，才是最大化利用時間的最佳途徑。