时间是怎样算出来的大神们帮帮忙

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/11 16:55:42
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时间的本质 时间随宇宙的变化而变.时间是因变量.——时间的本质,Deng's时间公式 t=T(U,S,X,Y,Z.) U-宇宙;S空间,XYZ,.事件,顺序 时间是宇宙事件秩序的计量.时间的本质 什么是时间?时间是宇宙事件顺序的度量. 时间不是自变量,而是因变量,它是随宇宙的变化而变化. t=(S1,S2,S3,...,Sn) Deng's时间公式:世界事件发生次序的序列.其中,S是事件,S1,S2,S3,...,Sn是事件1,2,3,.,n发生的顺序,时间就是对这些事件发生顺序的排序,标志的计量. 时间”是一个计量“事件过程的长短”的“类别名词”. 可以说没有了“事件”,也就没有了时间(您可以试着举出没有事件还有时间的例子) 时间在数学、物理上用坐标轴表示.“时间”时会出现什么状况?怎样利用时间的本质来思考“衰老”的问题?下面开始细致的分析,内容包括:为什么有些“事件”可以“同时发生”,有些却不能?时间与我们有什么关系? 地球总是自西向东自转,东边总比西边先看到太阳,东边的时间也总比西边的早.东边时刻与西边时刻的差值不仅要以时计,而且还要以分和秒来计算,这给人们的日常生活和工作都带来许多不便. 为了克服时间上的混乱,1884年在华盛顿召开的一次国际j径度会议上,规定将全球划分为24个时区.它们是中时区(零时区)、东1-12区,西1-12区.每个时区横跨经度15度,时间正好是1小时.最后的东、西第12区各跨经度7.5度,以东、西经180度为界.每个时区的中央经线上的时间就是这个时区内统一采用的时间,称为区时.相邻两个时区的时间相差1小时.例如,我国东8区的时间总比泰国东7区的时间早1小时,而比日本东9区的时间晚1小时.因此,出国旅行的人,必须随时调整自己的手表,才能和当地时间相一致.凡向西走,每过一个时区,就要把表向前拨1小时(比如2点拨到1点);凡向东走,每过一个时区,就要把表向后拨1小时(比如1点拨到2点). 时间的基本概念 1 授时系统 授时系统是确定和发播精确时刻的工作系统.每当整点钟时,正在收听广播的收音机便会播出“嘟、嘟.”的响声.人们便以此校对自己的钟表的 快慢.广播电台里的正确时间是哪里来的呢?它是由天文台精密的钟去控制的.那么天文台又是怎样知道这些精确的时间呢?我们知道,地球每天均匀转动一次,因此,天上的星星每天东升西落一次.如果把地球当作一个大钟.天空的星星就好比钟面上表示钟点的数字.星星的位置天文学家已经很好测定过,也就是说这只天然钟面上的钟点数是很精确知道的.天文学家的望远镜就好比钟面上的指针.在我们日常用的钟上,是指针转而钟面不动,在这里看上去则是指针“不动”,“钟面”在转动.当星星对准望远镜时,天文学家就知道正确的时间, 用这个时间去校正天文台的钟. 这样天文学家就可随时从天文台的钟面知道正确的时间.然后在每天一定时间,例如,整点时,通过电台广播出去,我们就可以去校对自己的钟表,或供其他工作的需要. 天文测时所依赖的是地球自转,而地球自转的不均匀性使得天文方法所得到的时间(世界时)精度只能达到10-9,无法满足二十世纪中叶社会经济各方面的需求.一种更为精确和稳定的时间标准应运而生,这就是“原子钟”.目前世界各国都采用原子钟来产生和保持标准时间,这就是“时间基准”,然后,通过各种手段和媒介将时间信号送达用户,这些手段包括:短波、长波、电话网、互联网、卫星等.这一整个工序,就称为“授时系统”. 2 时区 将地球表面按经线划分的24个区域.当我们在上海看到太阳升起时,居住新加坡的人要再过半小时才能看到太阳升起.而远在英国伦敦的居民则还在睡梦中,要再过8小时才能见到太阳呢.世界各 地的人们,在生活和工作中如果各自采用当地的时间, 对于日常生活、交通等会带来许许多多的不便和困难.为了照顾到各地区的使用方便,又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时间上去.有关国际会议决定将地球表面按经线从南到北,划成一个个区域,并且规定相邻区域的时间相差1小时.在同一区域内的东端和西端的人看到太阳升起的时间最多相差不过1小时.当人们跨过一个区域,就将自己的时钟校正1小时(向西减1小时,向东加1小时),跨过几个区域就加或减几小时.这样使用起来就很方便.现今全球共分为24个时区.由于实用上常常1个国家,或1个省份同时跨着 2个或更多时区,为了照顾到行政上的方便,常将1个国家或 1个省份划在一起.所以时区并不严格按南北直线来划分, 而是按自然条件来划分.例如,我国幅员宽广,差不多跨5个时区,但实际上在只用东八时区的标准时即北京时间为准. 3 区时 一种按全球统一的时区系统计量的时间. 每当太阳当头照的时候,就是中午12点钟.但不同地方看到太阳当头照的时间是不一样的.例如,上海已是中午12点时,莫斯科的居民还要经过5个小时才能看到太阳当头照;而澳大利亚的悉尼人早已是下午2点钟了.所以如果各地方都使用当地的时间标准,将会给行政管理、交通运输、以及日常生活等带来很多不便.为了克服这个困难,天文学家就商量出一个解决的办法:将全世界经度每相隔15度划一个区域,这样一共有24个区域.在每个区域内都采用统一的时间标准,称为“区时”.而相邻区域的区时则相差1个小时.当人们向东 从一个区域到相邻的区域时,就将自己的钟表拨快1小时.走过几个区域就拨快几个小时.相反当人们向西从一个区域到相邻的区域时,就将自己的钟表拨慢1小时.走过几个区域就拨慢几个小时.在飞机场等交通中心.常将世界各大城市所对应的区时,用图表示出来,以方便旅客. 4 格林尼治时间 亦称“世界时”. 格林尼治所在地的标准时间.现在不光是天文学家使用格林尼治时间,就是在新闻报刊上也经常出现这个名词.我们知道各地都有各地的地方时间.如果对国际上某一重大事情,用地方时间来记录,就会感到复杂不便.而且将来日子一长容易搞错.因此,天文学家就提出一个大家都能接受且又方便的记录方法,那就是以格林尼治的地方时间为标准.格林尼治是英国伦敦南郊原格林尼治天文台的所在地,它又是世界上地理经度的起始点.对于世界上发生的重大事件,都以格林尼治的地方时间记录下来.一旦知道了格林尼治时间,人们就很容易推算出相当的本地时间.例如,某事件发生在格林尼治时间上午8 时,我国在英国东面,北京时间比格林尼治时同要早8小时,我们就立刻知道这次事情发生在相当于北京时间16时,也就是北京时间下午4时. 中国共分五个时区: (1)中原时区:以东经120度为中央子午线. (2)陇蜀时区:以东经105度为中央子午线. (3)新藏时区:以东经90度为中央子午线. (4)昆仑时区:以东经75(82.5)度为中央子午线. (5)长白时区:以东经135(127.5)度为中央子午线. 时区 将地球表面按经线划分的24个区域.当我们在上海看到太阳升起时,居住新加坡的人要再过半小时才能看到太阳升起.而远在英国伦敦的居民则还在睡梦中,要再过8小时才能见到太阳呢.世界各 地的人们,在生活和工作中如果各自采用当地的时间, 对于日常生活、交通等会带来许许多多的不便和困难.为了照顾到各地区的使用方便,又使其他地方的人容易将本地的时间换算到别的地方时间上去.有关国际会议决定将地球表面按经线从南到北,划成一个个区域,并且规定相邻区域的时间相差1小时.在同一区域内的东端和西端的人看到太阳升起的时间最多相差不过1小时.当人们跨过一个区域,就将自己的时钟校正1小时(向西减1小时,向东加1小时),跨过几个区域就加或减几小时.这样使用起来就很方便.现今全球共分为24个时区.由于实用上常常1个国家,或1个省份同时跨着 2个或更多时区,为了照顾到行政上的方便,常将1个国家或 1个省份划在一起.所以时区并不严格按南北直线来划分, 而是按自然条件来划分.例如,我国幅员宽广,差不多跨5个时区,但实际上在只用东八时区的标准时即北京时间为准. 时间的哲学概念 时间指物质运动过程的持续性、间隔性和顺序性.时间具有一维性,即不可逆性,它只有从过去、现在到将来的一个方向,一去而不复返. 以下为“时间”在物理学上的抽象概念 时间定义:人类在生活中总结出时间的观念,其根源来自于日常生活中事件的发生次序.当然人们在生活中得到的绝不仅仅是事件发生次序的概念,同时也有时间间隔长短的概念,这个概念来源于对两个过程的比较——比如两件事同时开始,但一件事结束了另一件事还在进行,我们就说另一件事所需的时间更长.这里我们可以看到,人们运用可以测量的过程来测量抽象的时间. 在物理学中也是类似,时间是通过物理过程来定义的,首先在一个参考系(要求是惯性系,或者是非惯性系,但过程发生的空间范围无穷小)中,取定一个物理过程,设其为时间单位,然后用这个过程和其他过程比较,以测定时间. 但测量时间(即上述比较过程)必须有同时性概念.过程开始有一个同时性问题,过程结束也有一个同时性问题——最简单的例子:我们要求运动员在发令枪开枪同时起跑,同时计时员开始计时,并在运动员抵达终点线时计时员必须同时停止计时. 这个问题具体见各类相对论书籍.同时性问题,使得古典牛顿力学、狭义相对论和广义相对论有着不同的“时间”.直观概念告诉我们:任何人在事件是否同时上是可以达成一致意见的(也许某些人会欺骗别人,造成类似侦探小说或政治小说中的情形,不过这是人类“高智商”的表现,我们完全可以用测量用的仪器来代替:),所以我们之后不说人,而说观察者)在相对论中,观察者的运动状态引起同时性的变化,或者说观察者1以v1运动,认为同时的两件事,以v2运动的观察者2可能会认为不同时——这导致时间测量的相对性. 从数学上说,古典牛顿力学中时间参数只有一个,所有参考系共享此时间参数.这其实就是假设所有参考系,所有空间位置可以共享同一个同时性定义. 而狭义相对论认为不同参考系就不同时了,即不同参考系有各自的时间参数t,其间关系由洛伦兹变换决定.广义相对论认为不同地点也会不同时,广义相对论中关于时间有比较复杂的内容,参见广义相对论书籍. 当然请注意:严格说这不是简简单单的“认为”,而是基于两个假设:狭义相对论是光速不变原理.广义相对论是引力本质为时空弯曲等.而这两个假设得到了实验的广泛验证. 上面我们说完了时间间隔测量的问题.但前面也提到:时间的先后次序是人们在日常生活中对时间的第一印象.古典牛顿力学中,这一点很容易理我们有唯一的时间参数t,所以任意两事件(一个发生在t1,另一个发生在t2)也就有确定的先后次序.那么相对论中呢?相对论中同地两事件先后顺序的确定的,这可以从洛伦兹变换直接看出.但可以肯定,相对论中不同地两事件的先后次序也是随参考系(我很愿意这么说:仪器的运动状态不同,这样能够把事情的本质说出来)不同而不同的.但这里就有一个问题:会不会有可能在参考系1中事件a先于事件b发生,且事件a的发生影响了事件b的发生(最极端的情况,使得b无法发生,譬如一个孩子杀死了他年轻的祖父),而在参考系2中正好反过来?如果是这样,物理学乃至一切原理中最重要的一个基本原理——因果律将轰然倒塌.所以这个问题是非常重要的.让我们严格叙述这个问题:事件a发生,并发出信号(广义的信号,涵盖一切可以影响到b的方式,但由于a,b不同地,这个信号就需要一定时间的传播),影响b.另一个参考系中正好相反.值得庆幸的是:可以用洛伦兹变换证明,只要信号速度不超过光速(最多使用光,光速),信号就不可能先于b的发生传递到b所在位置. 另外说一句:狭义的另一个假设:任何物理系中物理定律有着相同形式,也是广义相对论所服从的.换句话说,参考系1中对一个物理过程加以测量,得到l1=v1t1.参考系2中加以测量同样也会得到l2=v2t2,尽管可能l1,v1,t1和l2,v2,t2都不相等.当然严格说这个例子不合适,因为v的定义位置矢量导数.但是对一些复杂的物理学定律,如麦克斯韦方程组,这个假设就很重要了.