时间

事件过程长短和发生顺序的度量

时间

时间是一种尺度，是物理学中的七个基本物理量（长度m，时间s，质量kg，热力学温度K(开)，电流单位A（安），光强度cd(坎德拉)，物质的量mol(摩尔)）之一，符号为t。时间在物理学定义是标量，借着时间，事件发生之先后可以按过去-现在-未来之序列得以确定（时间点），也可以衡量事件持续的期间以及事件之间和间隔长短（时间段）。时间是除了空间三个维度以外的第四维度。

时间是一个较为抽象的概念，是物质的运动、变化的持续性、顺序性的表现。时间概念包含时刻和时段两个概念。时间是人类用以描述物质运动过程或事件发生过程的一个参数，确定时间，是靠不受外界影响的物质周期变化的规律。例如月球绕地球周期，地球绕太阳周期，地球自转周期，原子震荡周期等。爱因斯坦说时间和空间是人们认知的一种错觉。

爱因斯坦在相对论中提出：不能把时间、空间、物质三者分开解释。时间与空间一起组成四维时空，构成宇宙的基本结构。时间与空间在测量上都不是绝对的，观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点，所测量到时间的流逝是不同的。广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构，并且在大质量（例如：黑洞）附近的时钟之时间流逝比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流逝要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做精确的预测，并且其成果已经应用于全球定位系统。另外，狭义相对论中有“时间膨胀”效应：在观察者看来，一个具有相对运动的时钟之时间流逝比自己参考系的（静止的）时钟之时间流逝慢。

时间是地球（其他天体理论上也可以）上的所有其他物体（物质）三维运动（位移）对人的感官影响形成的一种量。就21世纪的物理理论来说时间是连续的、不间断的，也没有量子特性。一些至今还没有被证实的，试图将相对论与量子力学结合起来的理论，如量子重力理论、弦理论、M理论等，预言时间是间断的，有量子特性的。一些理论猜测普朗克时间可能是时间的最小单位。

根据斯蒂芬·威廉·霍金（Stephen William Hawking）所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式，显示宇宙的时间是有一个起始点，由大爆炸开始的，奇点没有“之前”一说，讨论在此之前的时间是毫无意义的。而物质与时空并存，只要物质存在，时间便有意义。

爱因斯坦认为：“现在、过去和将来之间的差别只是一种错觉。”时间倒流或回到过去，其实是建立在一个不存在的逻辑基础上的。（注明：在基本的物理学定理中没有时间概念，时间不参与计算，这并不表明其不存在，物种衰老、昼夜更替都证明其真实存在，切莫误解其意；相对论中，粒子的很多运动，裂变、聚变，互相之间都是这种关系，互为倒放的关系。）

基本概念

从广义上讲：当一个点相对于某坐标系运动时，其运动所形成的直线或线段或曲线就是相对于该坐标系静止的点的时间之一。每个点对应多个时间。相对于某一个时间，静止的点开始运动速度越快时间越慢，当速度与该时间中运动的点一样时时间停止，速度超越该点时相当于正回到过去。

相对时间

即实时间，用实数表示的时间。指不在额外维运动的点所形成的时间。

绝对时间

即虚时间，用虚数表示的时间。指在额外维运动的点所形成的时间。

与空间关系

空间使事物具有了变化性，即因为空间的存在，所以事物才可以发生变化。空间是没有能量的事物，即当事物能产生变化时，变化产生的能量已经和阻碍的能量相互抵消。点在空间中变化对点的描述称为被描述点相当于该点的时间（该点运动到某一位置时，被描述点都会有唯一的对应位置，称为此时被描述点的位置）。

被描述点可以随时间变化位置不变，可知时间与被描述点的位置有函数关系。

与平行宇宙

从广义上讲：平行宇宙就是宇宙在高一维度的空间中多出来的方向上有差值的平行时空。相邻的宇宙在多出来的维度（坐标）上有着不为零的最小差距。多出来的维度便是相对于宇宙的虚时间，可以通过穿越平行宇宙穿越虚时间。

时间度量

时间

时间形式

直线时间：在直线上运动的点所形成的时间。

线段时间：在线段上运动的点所形成的时间，即时间段。

时间点：在某一位置上的点所形成的时间。

零时间：始终不动的点所形成的时间。

不存在时间：

相对不存在时间：不是相对于能在最高维度上运动的点的虚时间。

绝对不存在时间：相对于能在最高维度上运动的点的虚时间。

其它形式时间：在曲线、抛物线、折线等上运动的点所形成的时间。

与维度关系

与四维空间

从广义上讲：在四维空间三维空间中的虚时间会成为一条空间坐标轴，从此坐标轴上移动可以穿越虚时间。四维空间是所有平行宇宙即所有时间的三维空间的集合。

与五维空间

同一时间内同一事物存在不同的变化状态，即不同可能性。五维空间是所有可能的集合。

与引力关系

从广义上讲：

另一方面，引力是所有形式的能量或质量之间的普适的力。它不能被限制于膜上，相反地，它要渗透到整个空间。因为引力不仅能够耗散开，而且能够大量发散到额外维中去，那么它随距离的衰减应该比电力更厉害。电力是被限制在膜上的。然而我们从行星轨道的观测得知，太阳的万有引力拉力，随着行星离开太阳越远越下降，和电力随距离减小的方式相同。

这样，如果我们的确生活在一张膜上，就必须有某种原因说明为何引力不从膜往很远处散开，而是被限制在它的附近。一种可能性是额外维在第二张影子膜上终结，第二张膜离我们生活其中的膜不远。我们看不到这张影子膜，因为光只能沿着膜旅行，而不能穿过两膜之间的空间。然而我们可以感觉到影子膜上物体的引力。可能存在影子星系、影子恒星甚至影子人，他们也许正为感受到从我们膜上的物质来的引力而大大惊讶。对我们而言，这类影子物体呈现成暗物质，那是看不见的物质。但是其引力可以被感觉到。

事实上，我们在自身的星系中具有暗物质的证据。我们能看到的物质的总量不足以让引力把正在旋转的星系抓在一起。除非存在某种暗物质，否则该星系将会飞散开。类似地，我们在星系团中观测到的物质总量也不足以防止它们散开，这样又必须存在暗物质。当然，影子膜并不是暗物质的必要条件。暗物质也许不过是某种很难观测到的物质的形式，例如wimp（弱相互作用重粒子），或者褐矮星以及低质量恒星，后者从未热到足以使氢燃烧。

因为引力发散到我们的膜和影子膜之间的区域，在我们膜上的两个邻近物体间的万有引力随距离的下降会比电力更厉害，因为后者被局限于膜上。我们可能在实验室中，利用剑桥的卡文迪许爵士发明的仪器测量引力的短距离行为。迄今我们没有看到和电力的任何差异，这意味着膜之间距离不能超过一厘米。按照天文学的标准，这是微小的，但是和其他额外维的上限相比是巨大的。正在进行短距离下引力的新测量，用以检测“膜世界”的概念。

引力可以弯曲空间，因此可以传播到额外维（如一次函数是线形却被两个未知数描述），通过在平行宇宙中移动穿越虚时间，所以可以通过引力穿越时间。

时区划分

将地球表面按经线划分的24（36）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东到西，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，中国幅员宽广，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。

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。

中国时区（民国时期）

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。1949年后，改用北京时间。

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”。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”。

时间系统

世界时UT

格林尼治时间：亦称“世界时”。格林尼治所在地的标准时间。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，中国在英国东面，北京时间比格林尼治时间早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，即从东+8个时区，加8个小时。

协调世界时

世界时是采用天体测量的方式测定时间，而因为各种因素，相对于原子时会有微小的误差。为了协调世界时和原子时，科学家们在处理协调世界时。协调世界时秒以下的数字采用原子时的数据。当世界时和原子时差别达到一秒的时候，会进行跳秒或者负跳秒。具体程序如下：

当世界时慢了，就让UTC增加一秒。23时59分59秒--23时59分60秒--0时0分0秒

当世界时快了，就让UTC减少一秒。23时59分58秒--0时0分0秒

跳秒或负跳秒只在12月31日或6月30日进行。跳秒由国际时间局作出决定，提前通知各授时单位，全世界统一执行。由于时差的关系，对于不同的国家可能不一定在晚上进行跳秒和负跳秒。

时间单位

其指时辰，古时一天分12个时辰，采用地支作为时辰名称，并有古代的习惯称法。时辰的起点是午夜。顾炎武《日知录》：“自汉以下。历法渐密，于是以一日分为十二时，盖不知始于何人，而至今遵而不废……然其（指杜元凯注）曰夜半者即今之所谓子时也，鸡鸣者丑也，平旦者寅也，日出者卯也，食时者辰也，隅中者巳也，日中者午也，日昳者未也，哺时者申也，日入者酉也，黄昏者戌也，人定者亥也。一日分为十二，始见于此。”

北宋时开始将每个时辰分为“初”、“正”两部分，分十二时辰为二十四，称“小时”。

刻

大约西周之前，古人就把一昼夜均分为100刻，在漏壶箭杆上刻100格。折合成现代计时单位，则1刻等于14分24秒。“百刻制”是中国最古老、使用时间最长的计时制。

到了汉代，在使用“百刻制”的同时，又采用以圭表测量太阳射影长短来判断时间的“太阳方位计时”法。圭表由两部分组成：一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱，叫做表；一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。既然日影可以用长度单位计量，所以才有“一寸光阴一寸金”的俗语。圭表所测得的每一太阳方位，渐渐有了一个固定的名称，这就是时辰的来历。到了隋唐，“太阳方位计时”正式演变为“十二时辰计时”。“百刻制”与“十二时辰计时”并用，使得中国古代的计时制趋于完善。

明末清初，西方机械钟表传入中国，在采用十二时辰的同时，也兼用一天二十四小时的计时法。由于百刻制不能与十二个时辰整除，不好计算，又先后改为96刻、108刻和120刻。到了清代才正式规定一昼夜为96刻，每个时辰八刻，又区分为上四刻和下四刻。

中国古典小说常有“午时三刻开斩”的说法，如《西游记》第九回：“却说魏征丞相在府，夜观乾象，正萟宝香，只闻得九霄鹤唳，却是天差仙使，捧玉帝金旨一道，着他午时三刻，梦斩泾河老龙。”午时三刻，按照的计时方法，是差十五分钟到正午12点。按阴阳家说法，此时是阳气最盛，而现代天文学认为正午最盛，两者说法略有不同。午时三刻是古代重罪犯人行斩刑的时辰，此时开刀问斩，阳气最盛，人死后的阴气会立刻消散，罪大恶极的犯人，被斩后“连鬼都不得做”，以示严惩。罪刑轻者，可在正午开刀行斩刑，让其有鬼做。所以，“午时三刻，梦斩泾河老龙”，以显示老龙罪行极重。

更

汉代皇宫中值班人员分五个班次，按时更换，叫“五更”，由此便把一夜分为五更，每更为一个时辰。戌时为一更，亥时为二更，子时为三更，丑时为四更，寅时为五更，其对应如下：

一更天：戌时　19:00-21:00

二更天：亥时　21:00-23:00

三更天：子时　23:00-01:00

四更天：丑时　01:00-03:00

五更天：寅时　03:00-05:00

“鼓角”、“钟鼓”都是古时用来打更的器具。

点

古代使用铜壶滴漏计时，以下漏击点为名。一更分为五点，所以，一点的长度合24分钟。如《西游记第九回：“却说那太宗梦醒后，念念在心。早已至五鼓三点，太宗设朝，聚集两班文武官员。”“三更两点”就是指深夜11：48；“五鼓三点”就是指凌晨04：12。

时间观

时间

在古代，光阴表示时间。时间是人根据物质运动来划分的，不是本来就有的，宇宙中的“时”本来是没有间的。物质运动需要耗费“时”，

但是如果不把“时”分割成间，我们的思维就无法识别“时”，我们之所以能思考，是因为思维能对物质世界命名，物为实，思为虚，思命物以虚名，为思所用。没有进行分割过的“时”，无法被命名，无法进行区分，只有分割成“时间”后，才能被思维所用，因为分割后可以命名了。比如我们把地球绕太阳一周的运动过程划分为一年，地球自转一圈的运动过程划分为一日，这样的划分便于思维使用数字符号来计算。如果你不是生活在地球上，绝对不会以地球的运动过程来分割时。所以，时间不过是人为了便于思维思考这个宇宙，而对物质运动进行的一种划分，是人定的规则，而并非什么自然规则。间是人为的划分，怎么分都可以。

时间是一种客观存在。时间的概念是人类认识、归纳、描述自然的结果。在古中国，其本意原指四季更替或太阳在黄道上的位置轮回，《说文解字》曰：时，四时也；《管子·山权数》说：时者，所以记岁也。随着认识的不断深入，时间的概念涵盖了一切有形与无形的运动，《孟子·篇叙》注：“谓时曰支干五行相孤虚之属也。”可见时是用来描述一切运动过程的统一属性的，这就是时的内涵。由于古代人们研究的问题基本都是宏观的、粗犷的、慢节奏的，所以只重视了“时”的问题。后来因为研究快速的、瞬时性的对象需要，补充进了“间”的概念。于是，时间便涵盖了运动过程的连续状态和瞬时状态，其内涵得到了最后的丰富和完善，“时间”一词也就最后定型了。