【基础求问】时间之概念的科学认识建立的历史

  1. 4周前

    题目的文字有些难以理解,我是想要问这样一个问题:时间的概念,究竟是如何在历史上一步一步被从古人到今人的人们认识和建立的。


    从最古的时候说,人们认识时间,是从日月星辰的周期性运动(或者说昼夜交替四季更迭)的角度认识的。从一个周期性的过程认知时间,实际上就是从时间的单位来认知时间:定义月圆月缺的一个周期=一个月和定义一个“太阳之回归周期”为回归年和定义两个正午之间的距离为一日,乃至定义摆长是多少的摆周期=1秒=Cs原子振动的多少个周期,这些从内在的意义上都是一致的。
    人们从时间的单位上来认知时间看起来远远早于从时间的物理性质上来认识时间。
    伽利略和牛顿的“匀速直线运动”提到了速度,也就是说提到了时间,他们的建立法是基于当时的时间度量单位来建立的;然后建立所谓的匀速直线钟--定义物体的基本运动状态即“匀速直线运动”,用基本运动状态的位移来度量其他的运动,如此方能建立一套时间的线性观念。没有线性的时间观念,就无法定义线性相等的时间:一个物体每秒行驶1m,那么0.1s运动了多少m?2s呢?在建立线性时间概念之前我们只能假设它在1m尺度上是均匀的,即再行驶1m同样用了1s;但无法解释0.1s的问题,除非假设每一个微小的间隔上都是均匀的。
    定义了线性时间以后,方能够量度周期,建立一套逻辑上严密的时间测量法:说一个摆的周期=1s意味着它摆动一个周期,一个用作基准的1m/s速度运动的物体行驶了1m。


    接下来人们要开始认识时间作为一个维度轴的性质,亦即闵科夫斯基时空的建立。我想问的是,这样的一个时空观,在绝对惯性系不存在的前提之下,将如何定义时间的线性性质?即等时间间隔是被什么样的过程所定义的?


    如果换句话说,我是想说抛却数学工具(例如欧几里得空间),什么样的物理过程在人类认知一步步发展之下定义了我们的线性时间。

  2. 3周前

    FatFish

    2楼 12月22日 物理版主, 优秀回答者
    3周前FatFish 重新编辑

    关于线性和循环时间观我恰巧知道一点,不过也不是太熟,相关论述无法保证准确性,楼主就当这是提供个关键词和文献索引好了。
    西方哲学传统上一般认为奥古斯丁是第一个强调线性时间观的哲学家。奥古斯丁本人就把循环和线性时间观强烈对立区分,不过这种区分方式是否恰当就不好说了。
    正巧今年有人写了篇中文的《重新衡定线性时间观与循环时间观之争》( http://www.fx361.com/page/2018/0926/4281019.shtml )。可以参考这个文章或者当个文献索引去进一步了解一下。我自己其实在这方面缺乏足够的知识来进行评判。

  3. 上周

    @FatFish 关于线性和循环时间观我恰巧知道一点,不过也不是太熟,相关论述无法保证准确性,楼主就当这是提供个关键词和文献索引好了。
    西方哲学传统上一般认为奥古斯丁是第一个强调线性时间观的哲学家。奥古斯丁本人就把循环和线性时间观强烈对立区分,不过这种区分方式是否恰当就不好说了。
    正巧今年有人写了篇中文的《重新衡定线性时间观与循环时间观之争》( http://www.fx361.com/page/2018/0926/4281019.shtml )。可以参考这个文章或者当个文献索引去进一步了解一下。我自己其实在这方面缺乏足够的知识来进行评判。

    我是试图从实验事实说明人们建立时间片段的线性均匀性的认识,亦即:人们认识到时间的小片段关联起某些物理过程是线性的,这样建立了一个线性度量的时间。
    那么,就比如说一个匀速直线运动的物体(由不受外力/外力平衡来定义其运动状态),人们建立一个量度认为位移正比于这个量度,这个量度就是时间;如果我们认为一个匀速直线运动的物体,位移正比于一个量度的对数,这样定义的时间量度,就是指数时间。
    我想要探讨的是,为什么不取指数时间或其他形式的时间,要取线性时间呢?线性时间的自明性远远不如线性的空间轴。人们由牛顿力学到相对论,中间一步一步地发展和进步着时间的观念。那么到狭义相对论的时候,究竟什么过程被定义为时间前进的线性量度呢?

 

后才能发言