点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:时间有什么独特的性质?
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

时间有什么独特的性质?

来源:光明网2021-01-22 11:03

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  上下四方曰宇,古往今来曰宙。请随我们进入“时间”的故事。

  时间与空间的不同点在于时间的“流逝性”。因此,时间有一些独特的性质,但究竟独特在什么地方?很多人并不能全面的回答。 时间独特的地方在于看不见摸不着,但又是客观存在的。如果仔细观察,我们就能看到时间的痕迹,感受到时间的作用。 有一个关于时间的谜语:有个东西,它在你身边,但你却看不见、闻不着、抓不住、也尝不了。这个谜语充分说明了时间最独特的性质,它主要体现在三个方面。

  首先,时间不能通过生理感觉感知。我们可以看到长度,也可以感觉到质量和温度。但对于时间,看不见、听不到、闻不着、也尝不了,只能通过观察时间引起的变化来感受时间的存在。

时间有什么独特的性质?

图1. 温度可以被感受(图源:作者)

  其次,时间只有一个方向。对于长度,我们可以从西安到北京,也可以从北京到西安。如果我们要称重一堆物体的重量,可以从这一堆里的任何一个开始,也可以反反复复的称重。但对时间,我们只能处于现在:过去的现在、现在的现在和将来的现在。

时间有什么独特的性质?

图2. 在小路任意点都可以往各个方向走

  第三,时间是不断变化的。我们可以给朋友写信,问他家的桌子有多宽、两家距离有多远,他会回信告诉你,这些信息在你收到回信后仍然有用。但如果你问他家的表是几点了,他写回信可能会非常头疼,因为在他写下时间的那一刻,时间就改变了。

时间有什么独特的性质?

图3. 写不出正确的时间(图源:作者)

  时间虽然看不到,但它始终围绕着我们、无处不在,只要留心,我们就可以感受时间。一个呀呀学语的孩子,如何成长为妙龄少女,又变成耄耋老人?一个种子,如何变成一颗嫩芽,从开花到结果。这些都让我们感受到时间的流逝。

时间有什么独特的性质?

时间有什么独特的性质?

图4. 上:“时间”让一个呀呀学语的孩子变成耄耋老人;下:“时间”可以让一粒种子开花结果(图源:作者)

  感受时间,难免会加上主观感觉,不同的人对时间的感觉是不一样的。相谈甚欢的恋人觉得时间稍纵即逝,但监狱中的犯人却是度日如年。

  这就是时间的特性,是独一无二的。

时间有什么独特的性质?

时间有什么独特的性质?

图5. 对时间的感受,有稍纵即逝,也有度日如年(图源:作者)

  在现代,时间通常和频率联系在一起,统称时间频率。时间频率目前是实现测量精度最高的物理量。时间频率信号可以通过电磁波传播,直接应用于科学研究和工程技术。基于此,高精度时间频率已经成为一个国家科技、经济、军事和社会生活中至关重要的参量,关系着国家和社会的安全稳定。

  时间的单位秒作为七个国际基本单位制之一,也是目前能实现的测量精度最高的一个量。现代量子频标的出现和电子技术的进步,极大地提高了时间频率计量测试的稳定度和准确度,更使之遥遥领先于其他量值的计量水平。

  由于极高的测量精度和直接传递的特性,从而使时间频率计量成为其它量值计量向着量子基准转化的先导。在1983年第17届CGPM会议的决议中重新定义了“米”。以前米的定义是根据国际米元器得到的,米长元器随温度、气压的环境变化而变化,精度并不高。现在定义为光在真空中1/299 792 458秒(约3.3356纳秒)所传播的距离,这极大提高了米定义的实现精度。

  长度和时间的这种密切的关系已经被用于导航系统,全球定位系统(GPS)尤其令世人注目。其最基本的原理就是把长度的测量转化为电磁波传播时间的测量,将定位精度从基于角度测量的天文导航的几十公里提高到十米以内。 完成这种转换而重新定义的量值还有如电压单位:伏特(1990年),电阻单位:欧姆(1990年)。德国已经开发出基于时间间隔测量的电容和电阻传感器,极大的提高了电容和电阻的测量精度和便捷性。

  在2019年的国际计量大会上,对七个基本物理量的单位重新进行了定义,所有的物理量都直接或者间接由时间的单位导出。由此可见,时间频率成为了当今物理量准确计量的基础。

  作者简介:

  李孝辉,中国科学院国家授时中心研究员,博士生导师,国家卫星导航重大专项专家组成员,主要研究时间频率测量、时间同步、卫星导航。

  樊多盛,硕士,中国科学院国家授时中心助理研究员。主要从事精密时间测量、原子钟控制方法、高精度远程时间复现技术、时间频率设备测试方面的工作。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 济滨高铁进入全线铺轨作业阶段

  • 浙江武义:春茶全面开采

独家策划

推荐阅读
“龙虾”智能体通过整合调用通信软件和大语言模型,在用户本地电脑自主执行文件管理、邮件收发、数据处理等复杂任务。”魏亮说,有关方面也会持续做好安全监测,如发现相关安全风险将及时预警,为用户安全使用提供必要的技术支持。
2026-03-11 09:36
作为人类的“第二大脑”,AI for Science正在全球范围内引发科研范式的深刻变革,也成为全国两会期间代表委员关注的话题。3月7日,在全国政协十四届四次会议第二次全体会议上,全国政协委员、中国科学院院士周志华发言建议,以人工智能引领科研范式变革。
2026-03-11 09:36
全国政协委员、中国科学院院士、南京大学副校长周志华在接受光明网记者采访。
2026-03-11 07:00
以医工交叉+成果转化为抓手,凭借硬核科创成果精准攻坚,同时高标准建设国家药监局监管科学创新基地,为产业发展提供标准与工具支撑。
2026-03-11 09:33
作者:余有成 张立华 吴 飞(分别系中国人工智能学会副秘书长;复旦大学智能机器人研究院常务副院长、特聘教授;我国的独特优势,在于探索出一条“软件定义算力、算法驱动效能、人工智能+赋能场景”的创新路径。
2026-03-11 09:32
具体而言,在种植与流通环节,中药农业面临良种普及率不高、生产种植分散、标准化程度偏低等现实问题。可制定国家统筹的野生资源抚育与替代技术攻关清单,利用大数据监测价格与供给波动,增强产业链供应链韧性。
2026-03-11 09:31
光明日报北京3月10日电 记者张晓华从中国航天科技集团获悉,目前中国探月工程四期正稳步推进,2026年将研制发射嫦娥七号探测器,首次奔赴月球南极,寻找水冰存在的证据。中国航天科技集团五院研究员孙泽洲表示,在行星探测方面,未来我国还将发射天问三号和天问四号。
2026-03-11 09:30
当前全球人工智能竞争日趋白热化,大模型手机助手成为智能终端领域的核心竞逐赛道。建议以技术协同创新为核心、以产学研深度融合为支撑、以包容审慎监管为保障,筑牢自身核心优势,抢抓大模型手机助手产业窗口期。
2026-03-10 09:57
近日,由蓝箭航天研制的220吨级液氧甲烷全流量补燃循环发动机“蓝焱”完成整机全系统长程试车,标志着我国在大推力高性能液体火箭发动机领域持续取得突破性进展。
2026-03-10 09:30
从空天地一体化网络到通信、感知与人工智能深度融合,6G被视为重塑全球数字信息基础设施格局的重要技术底座。
2026-03-10 09:29
我国目前农业科技进步贡献率已经超过64%,农作物良种覆盖率超过96%,农作物耕种收综合机械化率达到76.7%,“农业现代化建设迈上了一个新台阶”。
2026-03-10 09:27
全国两会期间,“养龙虾”的话题登上热搜。全国人大代表、中国工程院院士高文说:“现在大家急得不得了,生怕没有养上‘龙虾’。”
2026-03-10 09:26
从实验室的“青苹果”到产业端的“金苹果”,距离有多远?2026年全国两会期间,两位代表分享了他们的探索实践。
2026-03-09 09:46
加快科技自立自强,既是破解产业升级瓶颈的重要支撑,也是抢占未来产业新赛道、培育新质生产力的关键依托。
2026-03-09 09:45
在全国两会会场,记者见到了贵州省六盘水市水城区农业农村局农业综合开发中心主任杨恩兰代表,聊起了她来京前的“田间故事”。
2026-03-09 09:44
杨建成委员介绍,经过几十年发展,我国布局建造了一批重大科技基础设施。
2026-03-09 09:43
中国工程院院士,第十四届全国人大常委会委员、农业与农村委员会副主任委员唐华俊代表:为此,建议推动在农业法、乡村振兴促进法等相关法律法规中增设专章专节部署农业资源区划工作。
2026-03-09 09:27
粮食安全,是“国之大者”。3月5日提请十四届全国人大四次会议审查的“十五五”规划纲要草案提出“十五五”时期主要目标和重大任务,明确粮食综合生产能力达到1.45万亿斤左右。
2026-03-06 09:35
我国科技成果大量涌现,人形机器人大放异彩,开源大模型领跑全球,芯片攻关取得新突破,创新药迅猛发展。
2026-03-06 09:31
生态环境法典草案规定,国家根据需要在长江、黄河、青藏高原等重要流域、区域建立协调机制,统筹指导、综合协调长江、黄河、青藏高原等重要流域、区域的生态环境保护等工作。
2026-03-06 09:29
加载更多